Tài liệu Chế tạo máy bơm

Giáo trình Chế tạo máy bơm CHÖÔNG 1 MÔÛ ÑAÀU 1.1. SÔ LÖÔÏC VEÀ LÒCH SÖÛ PHAÙT TRIEÅN CUÛA NGAØNH CHEÁ TAÏO MAÙY BÔM Nhöõng thieát bò daâng nöôùc thoâ sô nhö gaàu muùc nöôùc coù caàn ôû gieáng, baùnh xe nöôùc ñaõ xuaát hieän töø nhöõng naêm tröôùc coâng nguyeân. Vaøo theá kyû thöù 2 tröôùc coâng nguyeân, ngöôøi ta ñaõ saùng cheá ra bôm pittoâng thoâ sô. Noùi chung tröôùc theá kyû 17, caùc loaïi maùy bôm raát thoâ sô vaø ít ñöôïc nghieân cöùu. Töø theá kyû 18 trôû laïi ñaây, lónh vöïc nghieân cöùu, thieát keá cheá taïo maùy bôm môùi ñöôïc phaùt tieån maïnh meõvaø ngaøy caøng hoaøn thieän. Naêm 1640 nhaø vaät lyù OÁtto-Henrích (Ñöùc) ñaõ saùng cheá ra bôm pittoâng hoaøn thieän ñaàu tieân. Nhöõng naêm 1751-1754 Ôle ñaõ laäp neân lyù thuyeát cô baûn veà bôm. Naêm 1838 Xablukov (Nga) ñaõ saùng cheá ra bôm ly taâm ñaàu tieân. Veà sau, nhieàu nhaø baùc hoïc nhö Giu-coáp-xki, Traplugin, Paroátanua ñaõ laäp neân lyù thuyeát veà doøng chaûy bao quanh heä thoáng caùnh daãn, hoaøn chænh lyù thuyeát veà bôm caùnh daãn. Ngaøy nay treân theá giôùi, ngaønh cheá taïo bôm ñaõ phaùt trieån voâ cuøng maïnh meõ. Ngöôøi ta ñaõ cheá taïo ñöôïc caùc bôm coù coâng suaát tôùi 4000kW vaø toác ñoä quay 4000 vg/ph. Hieän nay, ôû nöôùc ta ngaønh cheá taïo bôm cuõng ngaøy ñöôïc phaùt trieån. Chuùng ta coù nhöõng cô sôû chuyeân nghieân cöùu veà bôm nhö Vieän thieát keá thuûy lôïi, thuûy ñieän. Vieän thieát keá maùy coâng nghieäp vaø nhieàu cô sôû saûn xuaát bôm nhö coâng ty Bôm Haûi Döông, Lieân doanh Bôm Ebera… Ngaønh cheá taïo bôm laø moät ngaønh phöùc taïp vaø raát quan troïng trong lónh vöïc cheá taïo maùy. Nhieäm vuï quan troïng cuûa ngaønh cheá taïo bôm nöôùc ta hieän nay laø thoáng nhaát hoùa vaø ñònh hình hoùa vôùi möùc ñoä cao nhaát caùc bôm, xaây döïng ñöôïc bieåu ñoà heä loaïi bôm cuûa Vieät Nam, môû roäng danh muïc caùc loaïi bôm ly taâm truïc ngang, bôm höôùng truïc , bôm gieáng khoan, vaø cheá taïo ñöôïc bôm ly taâm truïc ñöùng coâng suaát lôùn, bôm nöôùc thaõi, bôm gieáng khoan loaïi nhuùng chìm, bôm daàu bôm boät giaáy… 1.2. PHAÂN LOAÏI MAÙY BÔM Maùy bôm ñöôïc phaân loaïi theo nhieàu caùch. Caùch phaân loaïi phoå bieán nhaát laø phaân loaïi theo caáu taïo nguyeân taéc laøm vieäc. Coù theå phaân thaønh caùc loaïi maùy bôm nhö sau: 1.Bôm caùnh: boä phaän laøm vieäc chính laø baùnh xe coâng taùc coù caùc caùnh daãn. Caùc baùnh xe coâng taùc laø boä phaän chuû yeáu ñeå trao ñoåi naêng löôïng vôùi chaát loûng. Loaïi bôm naøy goàm bôm ly taâm, bôm höôùng truïc, bôm xoaùy. 1 2.Bôm theå tích: vieäc trao ñoåi naêng löôïng vôùi chaát loûng ñöôïc tieán haønh theo nguyeân lyù neùn chaát loûng trong moät theå tích kín döôùi moät aùp suaát thuûy tónh. Loaïi bôm naøy goàm bôm pittoâng vaø bôm roâto. 3.Bôm phun tia: Loaïi bôm naøy khoâng coù chi tieát chuyeån ñoäng. Vieäc truyeàn naêng löôïng cho chaát loõng ñöôïc thöïc hieän nhôø moät doøng chaát loõng khaùc (hoaëc khí) coù naêng löôïng cao hôn. 4.bôm khí eùp: loaïi bôm naøy cuõng khoâng coù chi tieát chuyeån ñoäng. Vieäc daâng nöôùc ñöôïc tieán haønh nhôø caùch duøng moät doøng khí eùp hoaø troän vôùi nöôùc thaønh moät hoãn hôïp khí nöôùc coù troïng löôïng rieâng nhoû hôn nöôùc. 5.Bôm nöôùc va: lôïi duïng naêng löôïng nöôùc va ñeå vaän chuyeån chaát loûng. 6.Bôm chaân khoâng: cuõng thuoäc loaïi bôm theå tích nhöng hoaït ñoäng theo nguyeân lyù thay ñoåi aùp suaát. 1.3.NHÖÕNG THOÂNG SOÁ LAØM VIEÄC CÔ BAÛN CUÛA MAÙY BÔM Theo chöùc naêng cuûa noù, maùy bôm ñöôïc ñaëc tröng bôûi ba thoâng soá: löu löôïng, Coät aùp, coâng suaát. 1.3.1 Löu löôïng + Ñònh nghóa: Löu löôïng cuûa bôm laø löôïng chaát loûng do maùy caáp ñöôïc trong moät ñôn vò thôøi gian. + Kyù hieäu: Q + Thöù nguyeân: Ñôn vò theå tích/Ñôn vò thôøi gian töùc laø m3/h, m3/s, l/s 1.3.2 Coät aùp + Ñònh nghóa: Coät aùp cuûa maùy bôm laø ñoä gia taêng naêng löôïng maø moät ñôn vò troïng löôïng chaát loûng nhaän ñöôïc töø khi vaøo ñeán khi ra khoûi maùy bôm. + Kyù Hieäu: H + Thöù nguyeân: m + Coâng thöùc xaùc ñònh: H = Er – Ev Theo ñònh nghóa ôû treân: α Pr Er = + r Cr2 + Z r 2g γ α Pv E v = + v C 2v + Z v 2g γ Trong ñoù: αv, αr – Heä soá vaän toác doøng chaûy khi vaøo vaø khi ra khoûi maùy bôm. Er, Ev– Naêng löôïng ñôn vò cuõa doøng chaûy khi ra vaø khi vaøo baùnh xe coâng taùc. Pr, Cr, Zr – Aùp suaát , vaän toác vaø cao ñoä doøng chaûy khi ra khoûi maùy bôm. Pv, Cv, Zv – Aùp suaát, vaän toác vaø cao ñoä doøng chaûy khi vaøo maùy bôm. 2 γ – Troïng löôïng rieâng. g – Gia toác troïng tröôøng. Do ñoù: H= Pr - Pv γ + α r C r2 − α v C v2 2g + Zr − Zv (1-1) Hình 1-1: Sô ñoà xaùc ñònh coät aùp cuûa bôm Goïi thaønh phaàn theá naêng laø coät aùp tónh: Ht Pr - Pv (1-2) + Zr − Zv γ Vaø thaønh phaàn ñoäng naêng laø coät aùp ñoäng : Hd α C 2 − α v Cv2 Hd = r r (1-3) 2g Thì: H = Hd + Ht (1-4) Nhö coät aùp toaøn phaàn cuûa maùy bôm goàm hai thaønh phaàn: coät aùp tónh vaø coät aùp ñoäng. 1.3.3. Coâng suaát 1. Coâng suaát höõu ích + Ñònh nghóa: Toaøn boä ñoä gia naêng löôïng maø doøng chaûy nhaän ñöôïc khi ñi qua bôm trong moät ñôn vò thôøi gian goïi laø coâng suaát höõu ích. G: gọi là lưu lượng trọng lượng( N/s; N/h; kG/s) + Kyù hieäu: Nh Q.H .γ Nh = G.H ; (kGm/s) : N = ; (kW) Ht = N= Q.H .ρ .g 1000. 1000. KW (1-5) 3 Trong ñoù: Q − Löu löôïng cuûa bôm (m3/s). H − Coät aùp cuûa bôm (m). ρ − Khoái löôïng rieâng cuûa chaát loûng (kg/m3). g − Gia toác troïng tröôøng (m/s2). γ – Tyû troïng rieâng cuûa chaát loûng ñöôïc bôm (kG/m3) 2. Coâng suaát treân truïc + Ñònh nghóa: Coâng suaát treân truïc laø toaøn boä naêng löôïng maø phaàn ñaàu bôm tieâu thuï ñeå maùy bôm bôm ñöôïc löu löôïng chaát loûng laø Q vaø ñaït coät aùp toaøn phaàn laø H. + Kyù hieäu: N + Coâng thöùc: Coâng suaát treân truïc bôm ñöôïc xaùc ñònh baèng: Q.H .ρ .g ; (kW) (1-6) N= 1000.η Trong ñoù : η – hieäu suaát cuûa maùy bôm. 3. Hieäu suaát cuûa bôm η Laø tyû soá giöõa coâng suaát coù ích Nh vaø coâng suaát cuûa truc bôm N: η= N hi N 1.4 PHAÏM VI SÖÛ DUÏNG CAÙC LOAÏI MAÙY BÔM Bôm pittoâng thöôøng ñöôïc söû duïng vôùi coät aùp cao vaø löu löôïng nhoû. Bôm roto, ren vít, raêng khía gaëp nhieàu khoù khaên trong cheá taïo oå truïc khi caàn aùp löïc cao neân thöôøng söû duïng vôùi coät aùp khoâng quaù 300m. Bôm caùnh coù keát caáu goïn nheïñöôïc duøng roäng raõi ôû khu vöïc coät aùp thaáp vaø trung bình, löu löôïng lôùn. Khu vöïc söû duïng caùc kieåu bôm ñöôïc theå hieän ôû ñoà thò hình 1 –2 trong toaï ñoä logarit Q – H. 4 Hình 1-2: Khu vöïc söû duïng caùc kieåu bôm khaùc nhau. 1Kg/cm2 = 9,81 N/cm2 = 10 m.H2O 1mmHg = 13,6 mmH2O 1 at kyõ thuaät = 10 m.H2O ( 1at vaät lyù = 10,33 m.H2O) = 735,5 mmHg 1 bar = 105 N/m2 = 105 Pa γ H2O = 1000 kg/m3 5 BÔM-QUAÏT-MAÙY NEÙN LYÙ THANH HUØNG CHÖÔNG 2 BÔM LY TAÂM 2.1. PHAÂN LOAÏI BÔM LY TAÂM Tuøy thuoäc vaøo yù nghóa söû duïng, bôm ly taâm coù raát nhieàu loaïi khaùc nhau, söï khaùc nhau cô baûn giöõa caùc loaïi laø veà keát caáu vaø caùc thoâng soá laøm vieäc. Vì vaäy phaân loaïi bôm ly taâm cuõng coù nhieàu caùch khaùc nhau. Ngöôøi ta coù theå phaân loaïi bôm ly taâm theo giaù trò coät aùp, soá baùnh xe coâng taùc, theo vò trí truïc vaø moät soá caùch khaùc. Bôm ly taâm thöôøng ñöôïc phaân loaïi theo moät soá caùch sau ñaây: Phaân loaïi theo coät aùp cuûa bôm: - Bôm coät aùp thaáp: H < 20m. - Bôm coät aùp trung bình: H = 20m – 60m. - Bôm coät aùp cao: H > 60m. Phaân loaïi theo soá baùnh xe coâng taùc: - Bôm moät caáp: Treân truïc bôm chæ laép moät baùnh xe coâng taùc. - Bôm nhieàu caáp: Treân truïc bôm laép töø hai baùnh xe trôû leân. Tuøy thuoäc vaøo giaù trò coät aùp yeâu caàu treân truïc bôm coù theå coù hai, ba hoaëc boán baùnh xe,… Khi aáy ta coù töông öùng bôm hai caáp, ba caáp hoaëc boán caáp,… ôû nhöõng bôm naøy chaát loûng sau khi qua baùnh xe cuûa caáp thöù nhaát laïi vaøo baùnh xe cuûa caáp thöù hai vaø cöù tieáp tuïc nhö vaäy cho ñeán heát. Coät aùp do bôm taïo neân baèng toång coät aùp do caùc baùnh xe coâng taùc taïo neân. Phaân loaïi theo caùch daãn chaát loûng vaøo baùnh xe: - Bôm nöôùc vaøo moät phía (hình 2-1); - Bôm nöôùc vaøo hai phía: loaïi bôm naøy neáu coù cuøng giaù trò coät aùp vôùi bôm nöôùc vaøo moät phíathì loaïi bôm naøy cho löu löôïng lôùn hôn nhieàu. Phaân loaïi theo vò trí truïc bôm: - Bôm truïc ñöùng. - Bôm truïc ngang. Phaân loaïi theo heä soá tyû toác: - Bôm tyû toác thaáp: heä soá tyû toác cuûa bôm naèm trong khoaûng 50 – 80, (50 < n 80); - Bôm tyû toác trung bình: heä soá tyû toác caûu bôm naèm trong khoaûng 80 – 150, (80 < n  150); - Bôm tyû toác cao: heä soá tyû toác cuûa bôm naèm trong khoaûng 150 – 300, (150 < n  300); -Bôm cheùo: Loaïi bôm naøy doøng chaûy chuyeån ñoäng qua bôm nghieâng vôùi truïc moät goùc . heä soá tyû toác cuûa bôm cheùo naêm trong khoaûng 300 – 500, (300 < n  500). Phaân loaïi theo muïc ñích söû duïng: - Bôm nöôùc saïch: Laø loaïi bôm ly taâm duøng ñeå bôm nöôc ít chaát hoøa tan, thöôøng ñaët ôû heä thoáng caáp nöôùc, heä thoáng töôùi tieâu trong noâng nghieäp. 7 BÔM-QUAÏT-MAÙY NEÙN LYÙ THANH HUØNG - Bôm nöôùc baån: Thöôøng ñaët ôû heä thoáng thoaùt nöôùc ñeå bôm nöôùc thaûi sinh hoaït hoaëc saûn suaát, bôm nöôùc baån ôû coáng raõnh, hoá moùng… - Bôm nöôùc noùng: Duøng ñeå bôm nöôùc coù nhieät ñoä töø 800C trôû leân. - Bôm hoùa chaát. - Bôm buøn ñaát. Ngoaøi ra coù theå phaân loaïi theo caùnh daãn nöôùc ra khoûi maù y bôm, theo phöông phaùp daãn ñoäng cô vôùi maùy bôm… Loaïi bôm coù keát caáu hoaøn thieän, hieäu suaát cao vaø ñöôïc söû duïng roäng raõi nhaát hieän nay laø bôm ly taâm noái tröïc tieáp vôùi ñoäng cô vaø coù boä phaän daãn nöôùc ra kieåu buoàn xoaén. 2.2. SÔ ÑOÀ CAÁU TAÏO VAØ NGUYEÂN TAÉC LAØM VIEÄC CAÛU BÔM LY TAÂM Theo hình 2-1 trình baøy sô ñoà caáu taïo cuûa bôm ly taâm truïc ngang, kieåu conson loaïi moät caáp. Hình 2-1: sô ñoà caáu taïo cuûa bôm ly taâm moät caáp kieåu canson 1- baùnh xe coâng taùc; 2- truïc; 3- ñóa tröôùc; 4- ñóa sau; 5- baùnh xe coâng taùc; 6- buoàn xoaén; 7- oáng huùt; 8- oáng ñaåy. Boä phaän chính vaø quan troïng nhaát cuûa bôm ly taâm laø baùnh xe coâng taùc 1, laép coá ñònh treân truïc 2, baùnh xe coâng taùc goàm ñóa tröôùc 3, ñóa sau 4. giöõa hai ñóa laø caùc caùnh 5, coù chieàu cong ngöôïc vôùi chieàu quay cuûa baùnh xe ñöôïc ñaët trong buoàn xoaén 6. Chaát loûng ñöôïc daãn vaøo trong baùnh xe coâng taùc qua oáng huùt 7 vaø daãn ra khoõi bôm qua oáng ñaåy 8. giöõa truïc bôm vaø voû ñaët voøng bít (coøn goïi laø cuïm naép bít) ñeå ngaên khoâng cho chaát loûng chaûy ra ngoaøi hoaëc khí töø ngoaøi xaâm nhaäp vaøo thaân bôm. Tröôùc khi cho bôm laøm vieäc oáng huùt vaø thaân bôm phaûi ñöôïc chöùa ñaày nöôùc. Coâng vieäc naøy goïi laø moài bôm. Khi baùnh xe coâng taùc quay, döôùi taùc duïng cuûa löïc ly taâm, chaát loûng chöùa ñaày trong keânh giöõa caùc caùnh chuyeån ñoäng töø taâm ra chu vi vaø ra khoõi baùnh xe coâng taùc vôùi vaän toác khaù lôùn, vaøo buoàn xoaén. Taïi ñaây söï chuyeån ñoäng cuûa chaát loûng ñieàu hoøa hôn vaø theo chieàu doøng chaûy, tieát dieän buoàn xoaén taêng daàn, vaän toác chuyeån ñoäng cuûa chaát loûng giaõm daàn ñeå bieán moät phaàn aùp löïc ñoäng cuûa 8 BÔM-QUAÏT-MAÙY NEÙN LYÙ THANH HUØNG doøng chaûy sau baùnh xe thaønh aùp löïc tónh. Sau khi ra khoûi buoàn xoaén, chaát loûng vaøo oáng ñaåy vaø ra beå chöùa. Ñoàng thôøi vôùi quaù trình treân, taïi cöûa vaøo baùnh xe coâng taùc aùp suaát giaõm xuoáng nhoû hôn aùp suaát khoâng khí raát nhieàu. Treân maët thoaùng cuûa nöôùc trong beå huùt laï i chòu taùc duïng cuûa aùp suaát khoâng khí. Do cheânh leäch aùp suaát, nöôùc töø beå huùt lieân tuïc chaûy qua oáng huùt vaøo maùy bôm. Trong bôm ly taâm, quaù trình huùt vaø ñaåy dieãn ra lieân tuïc, ñoàng thôøi. Vì vaäy söï caáp chaát loûng cuûa bôm cuõng lieân tuïc vaø ñeàu ñaën. 2.3. TRANG BÒ CUÛA MOÄT TOÅ MAÙY BÔM Moät toå maùy bôm goàm ñoäng cô, bôm vaø caùc trang bò cuûa bôm: oáng huùt oáng ñaåy, van, khaùo caùc loaïi ñoàng hoà (aùp keá, chaân khoâng keá…) nhö ñaõ moâ taû treân hình Hình 2-2: Trang bò cuûa moät toå maùy bôm ly taâm 1- löôùi chaén raùc; 2- oáng huùt; 3- chaân ko keá; 4- coân; 5- aùp keá; 6van moät chieàu; 7- van; 8- oáng ñaåy; 9- ñoàng hoà löu löôïng; 10- maùy bôm; 11- khôùp noái truïc; 12- ñoäng cô ñieän. 1. Löôùi chaén raùc: Laø moät taám löôùi ñöôïc uoán theo hình truï, coù ñaùy, treân beà maët ñuïc loã hoaëc khe doïc ñeå ngaên khoâng cho raùc hoaëc dò vaät laãn trong nöôùc bò cuoán vaøo thaân bôm. Tröôøng hôïp bôm moài baèng caùch daãn nöôùc vaøo thaân bôm hoaëc laáy nöôùc töø oáng ñaåy thì trong löôùi chaén raùc ñaët van thu. Neáu tröôøng hôïp bôm nöôùc saïch, maùy bôm ñaët thaáp hôn möïc nöôùc trong beå huùt hoaëc moài baèng bôm chaân khoâng, löôùi chaén raùc ñöôc thay baèng pheãu huùt. Mieäng vaøo pheãu huùt caàn ñaët saâu hôn möïc nöôùc thaáp nhaát trong beå huùt moät khoaûng h1 thoaû maõn ñieàu kieän: h1  1.5D h1  0.5m ñeå traùnh taïo xoaùy treân beà maët beå huùt. Ñeå traùnh huùt caû caën ôû ñaùy, mieäng vaøo pheãu huùt phaõi ñaët cao hôn ñaùy beå huùt moät khoaûng h2 ñeå thoaû ñieàu kieän: H2  1D H2  0,5 m D = (1,3 – 1,5)d Ôû ñaây: D – ñöôøng kính mieäng vaøo pheàu huùt; 9 BÔM-QUAÏT-MAÙY NEÙN LYÙ THANH HUØNG d - ñöôøng kính oáng huùt. Neáu trong beå ñaët nhieàu oáng huùt thí khoaûng caùch giöõa hai pheãu huùt keà nhau toái thieåu phaûi laø (1,5 – 2)D. Neáu möïc nöôùc trong beå huùt khoâng ñuû ñoä saâu ñeå ñaët oáng huùt thì mieäng vaøo pheãu huùt caàn haøn taám chaén choáng xoaùy. 2. OÁng huùt: Ống huùt coù nhieäm vuï daãn chaát loûng töø beå huùt vaøo maùy bôm. oáng huùt caàn boá trí ngaén chaéc chaén, ít thay ñoåi höôùng vaø phaûi tuyeät ñoái kín. Neân söû duïng ống thép laøm oáng huùt. Khi maùy bôm ñaët thaáp hôn möïc nöôùc trong beå huùt hoặc giữa caùc bôm coù oáng huùt noái chung thì treân oáng huùt caàn ñaët van. 3. Chaân khoâng keá: Chaân khoâng keá ñöôïc laép saùt cöûa vaøo maùy bôm ñeå cuøng vôùi aùp keá treân oáng ñaåy xaùc ñònh coät aùp toaøn phaàn cuûa maùy bôm vaø theo doõi tình traïn g oáng huùt. Neáu maùy bôm ñaët thaáp hôn möïc nöôùc trong beå huùt, chaân khoâng keá ñöôïc thay baèng aùp keá hoaëc aùp keá chaân khoâng. 4. Coân thu: Coân thu ñeå noái giöõa oáng huùt vôùi ñaàu noái oáng huùt cuûa maùy bôm ñaûm baûo doøng chaûy ñöôïc daãn vaøo baùnh xe coâng taùc coù vaän toác ñeàu theo tieát dieän vaøo. Ñeå traùnh tình traïng tuï khí, ôû ñaàu noái oáng huùt cuûa maùy bôm phaûi duøng coân leäch vôùi goùc thu höôùng xuoáng döôùi. 5. AÙp keá: AÙp keá ñaët saùt cöûa ra cuûa maùy bôm ñeå xaùc ñònh aùp suaát dö cuûa chaát loûng sau khi ra khoûi maùy bôm. 6. Van moät chieàu: Van moät chieàu nhaát thieát phaûi naèm giöõa maùy bôm vaø van hai chieàu. Van moät chieàu seõ ñoùng töùc thôøi khi ñoät ngoät döøng maùy, ngaên khoâng cho nöôùc töø oáng ñaåy chaûy ngöôïc veà beå huùt qua bôm, ñeå ngaên hieän töôïng quay ngöôïc cuûa toå maùy vaø traùnh cho bôm khoâng phaûi chòu aùp löïc lôùn khi xaûy ra nöôùc va treân oáng ñaåy. 7. Van: Van hai chieàu treân oáng ñaåy ñeå ngaét bôm ra hoaëc ñöa vaøo laøm vieä c trong heä thoáng chung. Ñoâi khi van naøy ñöôïc duøng ñeå ñieàu chænh löu löôïng maùy bôm. 8. OÁng ñaåy: Ñeå daãn nöôùc sau khi ra khoûi maùy bôm veà beå chöùa hoaëc ra maïng löôùi caáp nöôùc. Tuøy theo aùp löïc treân ñöôøng oáng maø coù theå söû duïng oáng gang hay oáng theùp laøm oáng ñaåy. 9. Ñoàng hoà ño löu löôïng 10. Maùy bôm 11. Khôùp noái truïc: Khôùp noái truïc ñeå noái truïc bôm vôùi truïc ñoäng cô. Tuøy theo loaïi bôm maø coù theå söû duïng khôùp noái cöùng, khôùp noái ñaøn hoài, khôùp noái ma saùt, khôùp noái ren. Caùc bôm ñoäc khoái khoâng coù khôùp noái. Ôû caùc bôm naøy, truïc bôm chính laø truïc keùo daøi cuûa truïc ñoäng cô. 12. Ñoäng cô ñieän: Duøng cho maùy bôm thöôøng laø ñoäng cô khoâng ñoàng boä, ba pha; roto loàng soùc hoaëc roto daây quaán. Ñaëc ñieåm noåi baäc cuûa loaïi ñoäng cô naøy laø doøng ñieän khi môû maùy lôùn gaáp 3-5 laàn doøng ñieän ñònh möùc neân khi môû maùy tröïc tieáp deã gaây hieän töôïng suït aùp maïng ñieän ñoäng löïc. Ngoaøi nhöõng thieát bò treân, treân oáng ñaåy cuûa maùy bôm trong nhieàu tröôøng hôïp coù boá trí thieát bò choáng nöôùc va. 10 BÔM-QUAÏT-MAÙY NEÙN LYÙ THANH HUØNG 2.4. CAÙC BOÄ PHAÄN CHUÛ YEÁU CUÛA BÔM LY TAÂM Caùc boä phaän chuû yeáu cuûa bôm ly taâm laø baùnh xe coâng taùc, boä phaän höôùng doøng, truïc, voû bôm, oå truïc ñeäm choáng thaám, voøng cheøn… Treân hình 2-3 trình baøy caáu taïo cuûa bôm ly taâm truïc ngang moät cöûa vaøo. Hình 2-3: maùy bôm ly taâm truïc ngang moät cöûa vaøo. 1- ñaàu noái oáng ñaåy; 2ñaàu noái oáng huùt; 3buoàng xoaén; 4- voû bôm; 5- oå truïc; 6- then laép khôùp noái truïc; 7- truïc; 8- ñeá; 9- buoàng chöùa daàu; 10- bích eùp tuùp; 11- voøng tuùp; 12- voøng chia nöôùc; 13- ñóa chuû ñoäng; 14- caùnh baùnh xe coâng taùc; 15,20- ñeäm choáng thaám; 16- ñai oác; 17- then laép baùnh xe coâng taùc; 18- loã giaõm taõi; 19- oáng bao baûo veä truïc. 2.4.1. Baùnh xe coâng taùc Baùnh xe coâng taùc laø boä phaän quan troïng nhaát cuûa maùy bôm. Noù coù nhieäm vuï truyeàn naêng löôïng nhaän ñöôïc töø ñoäng cô cho chaát loûng. Baùnh xe coâng taùc kieåu kín daãn nöôùc vaøo moät phía (hình 2-4) goàm ñóa tröôùc 1 (hay ñóa ngoaøi) vaø ñóa sau 2 (hay ñóa trong). Giöõa hai ñóa vaø caùc caùnh baùnh xe coâng taùc coù chieàu cong ngöôïc vôùi chieàu quay cuûa baùnh xe. Tuyø theo heä soá tyû toác thaáp hay cao maø caùnh coù theå coù moät hoaëc hai ñoä cong. ÔÛ ñóa hai coù baïc 4 ñeå laép truïc bôm. Hình 2-4: Baùnh xe coâng taùc kieåu kín Hình 2-5: Baùnh xe coâng taùc kieåu hôû, daãn daãn nöôùc vaøo moät phía daãn nöôùc vaøo moät phía 1-Ñóa tröôùc;2-Ñóa sau;3-Caùnh;4-Baïc 1-Caùnh;2-Ñóa;3-Baïc Baùnh xe kieåu hôû (hình 2-5) khaùc baùnh xe kieåu kín laø khoâng coù ñóa tröôùc, caùc caùnh laép saùt vôùi voû bôm (coù khe hôû nhoû). Baùnh xe kieåu hôû thöôøng duøng vôùi nhöõng bôm 11 BÔM-QUAÏT-MAÙY NEÙN LYÙ THANH HUØNG chaát loûng coù haït (bôm buøn ñaát, bôm caùt soûi…). Ñoâi khi caùc loaïi bôm gieáng khoan cuõng söû duïng baùnh xe coâng taùc kieåu hôû. Baùnh xe daãn nöôùc vaøo hai phía (hình 2-6) coù hai ñóa ngoaøi vaø moät ñóa trong. Baïc laép truïc ôû ñóa trong. Baùnh xe nöôùc vaøo hai phía thöôøng duøng vôùi nhöõng bôm coùlöu löôïng lôùn noù laøm cho ñaëc tính laøm vieäc cuûa bôm toát hôn. Vôùi caùch daãn nöôùc vaøo baùnh xe nhö vaäy seõ khoâng gaây ra löïc höôùng truïc khi bôm laøm vieäc vaø cho pheùp boá trí hai oå truïc ôû hai phía baùnh xe laøm taêng ñoä cöùng vöõng cuûa bôm Hình 2-6: Baùnh xe coâng taùc kieåu kín, daãn nöôùc vaøo hai phía. Baùnh xe coâng taùc cuûa bôm ly taâm thöôøng coù 6 – 8 caùnh. Vôùi nhöõng bôm duøng ñeå bôm chaát loûng baån, bôm buøn ñaát coù caùnh baùnh xe ít hôn, thöôøng coù 1-4 caùnh. Kích thöôùc phaàn daãn doøng cuûa baùnh xe ñöôïc xaùc ñònh nhôø tính toaùn thuyû ñoäng. Baùnh xe chòu taùc duïng cuûa nhieàu löïc: phaûn löïc doøng chaûy, löïc ly taâm vaø neáu baùnh xe laép caêng treân truïc thì coøn coù phaûn löïc taùc duïng taïi choã laép. Ngoaøi vieäc thoaõ maõn caùc yeâu caàu veà thuyû ñoäng cuûa phaàn daãn doøng vaø ñoä beàn cô khí, vieäc thieát keá baùnh xe phaûi taïo neân daïng thuaän lôïi cho vieäc ñuùc vaø gia coâng cô khí. Coâng ngheä ñuùc ngaøy nay cho pheùp cheá taïo baùnh xe coâng taùc coù phaàn daãn doøng vôùi ñoä chính xaùc cao vaø beà maët caùc raõnh saïch, khoâng caàn phaûi gia coâng theâm nöõa. Tröôøng hôïp ñaëc bieät, ñoâi khi ngöôøi ta duøng baùnh xe ñuùc keát hôïp vôùi haøn. Vaät lieäu cheá taïo baùnh xe coâng taùc cuûa bôm phaûi ñaùp öùng ñöôc caùc yeâu caàu veà toå hôïp ñoä beàn cô hoïc, ñoä giaõn nôû, tính choáng aên moøn vaø choáng maøi moøn cao. Tính chaát cô hoïc cuûa vaät lieäu phaûi ñaûm baûo ñoä beàn cuûa baùnh xe khoâng nhöõng trong caùc ñieàu kieän laøm vieäc bình thöôøng maø caû trong caùc cheá ñoä ñaëc bieät coù theå xuaát hieän khi laøm vieäc. Vaät lieäu khoâng nhöõng phaûi beàn maø coøn phaûi deûo ñeå tröôøng hôïp coù dò vaät troâi loït vaøo bôm thì khoâng laøm hoûng baùnh xe. Do khe hôû giöõa baùnh xe vaø ñeäm choáng thaám raát beù neân baùnh xe coù theå chaïm töùc thôøi vaøo ñeäm. Bôûi vaäy vaät lieäu baùnh xe phaûi coù tính choáng maøi moøn toát. Ngoaøi ra baùnh xe coù theå bò han gæ do tính chaát hoaù hoïc vaø vi sinh vaät cuûa nöôùc. Vaän toác doøng chaûy raát lôùn trong baùnh xe vaø khe hôû cuûa ñeäm choáng thaám taïo neân ñieàu kieän raát xaáu cho söï laøm vieäc cuûa vaät lieäu veà maët aên moøn vaø han gæ. Vaät lieäu baùnh xe phaûi coù tính ñuùc toát vaø deã daøng gia coâng cô khí. 12 BÔM-QUAÏT-MAÙY NEÙN LYÙ THANH HUØNG Ña soá caùc tröôøng hôïp baùnh xe coâng taùc cheá taïo baèng gang xaùm. Bôm duøng ñeå bôm hoaù chaát cheá taïo baèng gang silic, nhöôïc ñieåm cuûa loaïi vaät lieäu naøy laø raát doøn. Nhöõng maùy bôm lôùn , aùp löïc cao, baùnh xe cheá taïo baèng theùp khoâng gæ. Nhöõng bôm bôm chaát loûng coù chöùa boät (bôm naïo than buøn, bôm buøn ñaát…) baùnh xe cheá taïo baèng theùp mangan coù naâng cao ñoä cöùng. Trong thôøi gian gaàn ñaây, ngöôøi ta coù söû duïng chaát deûo, loaïi vaät lieäu coù ñoä beàn cô hoïc töông ñoái cao vaø chòu ñöôïc taùc duïng cuûa moâi tröôøng khí thöïc ñeå cheá taïo baùnh xe coâng taùc. 2.4.2. OÁng vaøo OÁng vaøo coù nhieäm vuï daãn chaát loûng vaøo baùnh xe coâng taùc vôùi toån thaát thuûy löïc nhoû nhaát vaø phaân boá ñeàu vaän toác doøng chaûy theo tieát dieän öôùt cuûa mieäng huùt. Caùc bôm thöôûng ñöôïc cheá taïo vôùi ba loaïi oáng vaøo: kieåu choùp höôùng truïc (hình 27a), kieåu oáng cong daãn nöôùc vaøo töø phía beân (hình 2-7b), kieåu nöõa xoaén (hình 2-7c). OÁng vaøo kieåu choùp höôùng truïc laø loaïi ñôn giaûn nhaát vaø coù toån thaát thuyû löïc ít nhaát. Loaïi naøy ñöôïc aùp duïng khi baùnh xe cuûa bôm boá trí theo kieåu conson. Keát caáu oáng theo kieåu naøy laøm taêng kích thöôùc maùy bôm theo chieàu höôùng truïc. Hình 2-7: Sô ñoà caáu taïo boä phaän daãn doøng vaøo baùnh xe coâng taùc bôm ly taâm. a-Kieåu höôùng truïc; b-Kieåu daãn nöôùc vaøo töø phía beân; c-Kieåu nöûa xoaén OÁng vaøo kieåu daãn nöôùc töø phía beân toån thaát thuyû löïc lôùn hôn caû nhöng ñaû m baûo cho maùy bôm laøm vieäc chaéc chaén, vieäc boá trí oáng huùt, oáng ñaåy thuaän tieän. OÁng vaøo kieåu nöûa xoaén keát caáu phöùc taïp vaø toån thaát thuyû löïc lôùn so vôùi loaïi choùp höôùng truïc. Nhöng oáng vaøo loaïi naøy cho pheùp giaõm nhoû kích thöôùc bieán daïng maùy bôm theo chieàu truïc vaø raát thuaän lôïi khi söû duïng cho bôm nöôùc vaøo hai phía, bôm nhieàu caáp. 2.4.3 OÁng thaùo doøng OÁng thaùo doøng coù nhieäm vuï daãn chaát loûng sau khi ra khoûi baùnh xe coâng taùc vaøo oáng ñaåy. OÁng thaùo doøng phaûi ñaûm baûo ñöôïc hai yeâu caàu: Thöù nhaát laø baûo ñaûm doøng chaûy ñoái xöùng so vôùi truïc khi ra khoûi baùnh xe coâng taùc, do ñoù taïo ñieàu kieän cho doøng chaûy töông ñoái oån ñònh ôû vuøng baùnh xe coâng taùc. Thöù hai laø bieán ñoäng naêng cuûa doøng chaûy ôû sau baùnh xe coâng taùc thaønh theá naêng. Bình thöôøng ôû phaàn loe cuûa oáng thaùo coù töø 1/4 - 1/5 coät nöôùc ñoäng naêng cuûa baùnh xe 13 BÔM-QUAÏT-MAÙY NEÙN LYÙ THANH HUØNG bieán thaønh coät nöôùc tónh. OÁng thaùo doøng laø moät boä phaän raát quan troïng cuûa phaàn daãn doøng, noù aûnh höôûng lôùn ñeán söï hoaøn thieän kyû thuaät cuûa bôm. OÁng thaùo doøng thöôøng coù ba loaïi chính : OÁng thaùo kieåu xoaén (hình 1-1), oáng thaùo kieåu caùnh (hình 2-8), oáng thaùo kieåu voøng khuyeân. OÁng thaùo doøng thöôøng coù ba loaïi chính : OÁng thaùo kieåu xoaén (hình 1-1), oáng thaùo kieåu caùnh (hình 2-8), oáng thaùo kieåu voøng khuyeân. OÁng thaùo kieåu xoaén (buoàng xoaén) goàm moät raõnh xoaén coù tieát dieän baát kyø hoaëc tieát dieän troøn vaø oáng loe. Theo chieàu doøng chaûy trong raõnh xoaén, dieän tích tieát dieän taêng daàn theo söï taêng löu löôïng, coøn vaän toác trung bình cuûa doøng chaûy thì laïi giaûm daàn. Söï giaõm vaän toác chuû yeáu xaûy ra ôû phaàn oáng loe sau raõnh xoaén. OÁng thaùo kieåu xoaén coù daïng chaûy löôïn hoaøn thieän, hieäu suaát thuyû löïc cao, keát caáu ñôn giaûn. Noù ñöôïc söû duïng roäng raõi khoâng chæ ôû bôm moät caáp maø caû ôû bôm nhieàu caáp. OÁng thaùo kieåu caùnh veà nguyeân taéc laøm vieäc cuõng gioáng oáng thaùo xoaén, söï khaùc nhau chuû yeáu cuûa chuùng laø veà caáu taïo vaø coâng ngheä gia coâng. Tieát dieän oáng thaùo caùnh coù daïng chöõ nhaät, thuaän tieän cho vieäc gia coâng cô khí. Trong oáng thaùo caùnh coù moät soá raõnh naèm theo voøng troøn, moãi raõnh goàm xoaén abc vaø xoaén loe bcde. Veà maët thuyû löïc, oáng thaùo caùnh coù nhieàu nhöôïc ñieåm hôn so vôùi oáng thaùo xoaén. Khi cheá ñoä laøm vieäc thay ñoãi trong oáng thaùo caùnh xuaát hieän toån thaát cuïc boä do doøng chaûy chaûy vaøo oáng thaùo bò leäch höôùng so vôùi tính toaùn. Vì theá oáng thaùo caùnh chæ duøng trong moät soá keát caáu bôm nhieàu caáp. OÁng thaùo kieåu vaønh khuyeân laø moät raõnh tieát dieän khoâng thay ñoåi naèm xung quanh cöûa ra cuûa baùnh xe coâng taùc. Loaïi oáng thaùo naøy duøng cho nhöõng bôm bôm chaát loûng baån. Do tieát dieän voøng raõnh khuyeân khoâng thay ñoåi neân vaän toác chuyeån ñoäng trung bình cuûa chaát loûng ôû caùc tieát dieän khaùc nhau seõ khaùc nhau, tính chaát ñoái xöùng cuûa doøng chaûy bò phaù vôõ, daãn ñeán söï taêng toån thaát thuyû löïc. 2.4.4. Truïc bôm Truïc bôm thöôøng cheá taïo baèng theùp neáu bôm laøm vieäc vôùi chaát loûng coù chöùa chaát aên moøn, truïc cheá taïo baèng theùp khoâng gæ, kích thöôùc truïc xaùc ñònh töø ñieàu kieän beàn, töø ñoä bieán daïng cho pheùp döôùi taùc duïng cuûa taûi troïng ñoäng vaø tónh vaø töø giaù trò tôùi haïn cuûa soá voøng quay. Baùnh xe coâng taùc ñöôïc coá ñònh treân truïc nhôø then vaø ñai oác ñònh vò. Trong nhieàu tröôøng hôïp, treân truïc laép oáng bao baûo veä ñeå choáng söï aên moøn vaø söï maøi moøn. Ôû moät ñaàu truïc coù laép baùnh ñai hoaëc nöõa khôùp noái ñeå noái vôùi truïc ñoäng cô ñieän. 14 BÔM-QUAÏT-MAÙY NEÙN LYÙ THANH HUØNG Hình 2-8: Sô ñoà oáng thaùo kieåu caùnh 2.4.5. OÅ truïc OÅ truïc coù theå duøng oå bi hoaëc oå tröôït ñeå chòu taûi troïng höôùng taâm hoaëc höôùng truïc taùc duïng leân roto. Choïn kieåu oå truïc naøo phuï thuoäc vaøo vaän toác quay ôû ngoõng truïc, phuï taûi vaø coâng döï tröõ ñeå bôm laøm vieäc. OÅ bi coù kích thöôùc nhoû goïn, laép raùp ñôn giaûn, thay theá deã daøng nhöng tuoåi thoï keùm oå tröôït. Nhöõng bôm côõ lôùn, quan troïng vaø quay nhanh, thöôøng duøng oå tröôït coù traùng moät lôùp babít. Trong nhieàu tröôøng hôïp khi bôm laøm vieäc vôùi nöôùc laïnh, ngöôøi ta duøng oå tröôït loùt cao su toång hôïp. 2.4.6. Voû bôm Tuyø thuoäc vaøo öùng suaát cô hoïc, voû bôm coù theå ñöôïc cheá taïo baèng gang hoaëc theùp. Voû bôm bao goàm nhöõng boä phaän ñeå daãn vaø thaùo doøng chaûy ra khoûi baùnh xe vaø cuõng ñeå noái caùc chi tieát khoâng chuyeån ñoäng thaønh moät khoái chung. Phaàn daãn doøng ôû bôm coù oáng thaùo kieåu xoaén thöôøng ñöôïc cheá taïo lieàn vôùi voû ñuùc. Ñeàu ñoù laøm raõnh coù daïng thuaän lôïi veà maët thuyû ñoäng vaø vieäc gia coâng cô khí ñöôïc ñôn giaûn ñeán möùc toái ña. Bôm loaïi voû xoaén coù maët gheùp cuûa voû thaúng goùc vôùi truïc (hình 2-3) hoaëc naèm ngang ôû caùc bôm hai cöûa vaøo (hình 2-9). Hình 2-9: Maùy bôm hai cöûa vaøo 15 BÔM-QUAÏT-MAÙY NEÙN LYÙ THANH HUØNG Bôm nhieàu caáp vôùi oáng thaùo kieåu caùnh do coù söï laëp laïi cuûa caùc chi tieát cuøng kieåu trong voû bôm neân taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho vieäc toå chöùc saûn xuaát haøng loaït. Trong tröôøng hôïp ñoù keát caáu voû thöôøng ñöôïc cheá taïo töøng phaàn rieâng bieät (hình 2-10) gheùp laïi theo caùc maët phaúng vuoâng goùc vôùi truïc bôm. ñieàu ñoù ñaûm baûo ñöôïc söï khít kín giöõa caùc phaàn gheùp cuûa voû nhöng gaây khoù khaên cho vieäc laép raùp toaøn boä vì vieäc laép voû vaø roto phaûi ñöôïc tieán haønh ñoàng thôøi. Treân ñaàu noái oáng huùt vaø oáng ñaåy coù gia coâng loã ñeå laép chaân khoâng keá vaø aùp keá. Ngoaøi ra ôû phaàn treân cuøng cuûa voû bôm cuõng coù moät loã ñeå söû duïng khi vaän chuyeån vaø ñeå moài khi cho bôm laøm vieäc; ôû phaàn thaáp nhaát cuõng coù moät loã ñeå thaùo saïch nöôùc trong thaân bôm khi söûa chöõa hoaëc duøng bôm laâu daøi. 2.4.7. Ñeäm choáng thaám Giöõa cöûa vaøo cuûa baùnh xe vaø voû bôm coù moät khe hôû nhoû ñeå traùnh söï coï saùt cuûa baùnh xe vaøo voû. Do söï cheânh aùp löïc, coù moät phaàn chaát loûng sau khi qua baùnh xe bò quay laïi mieäng huùt hoaëc caáp tröôùc (ôû bôm nhieàu caáp) qua khe hôû naøy. Ñeå giaõm nhoû löôïng chaát loûng naøy, taïi ñaây ngöôøi ta ñaët nhöõng voøng ñeäm choáng thaám baèng gang, theùp hoaëc ñoàng coù theå thay theá ñöôïc khi hö hoûng. Ñeäm coù nhieàu kieåu: kieåu khe hôû ñôn giaûn , kieåu díc daéc hoaëc kieåu raêng cöa. Khe hôû giöûa caùc vaønh ñeäm choáng thaám thöôøng naèm trong khoaûng 0,2 – 0,6mm. 2.4.8. Voøng cheøn Caáu taïo voøng cheøn ñöôïc moâ taû treân hình 2-3. Noù bao goàm caùc voøng tuùp 11 vaø bích eùp tuùp 10. Voøng cheøn coù taùc duïng laøm kín khe hôû giöûa ñaàu ra cuûa truïc vaø voû bôm, traùnh khoâng cho khí töø beân ngoaøi xaâm nhaäp vaøo thaân bôm hoaëc ngaên nöôùc töø beân trong chaûy ra ngoaøi (tröôøng hôïp maùy bôm ñaët thaáp hôn möïc nöôùc trong beå huùt). Voøng tuùp ñöôïc söû duïng baèng moät trong hai loaïi vaät lieäu: amian hoaëc acriloid coù taåm graphit ñöôïc ñuùc saún thaønh voøng hoaëc eùp daïng sôïi coù tieát dieän phuø hôïp. Ñoä loûng chaët cuûa voøng tuùp ñöôïc ñieàu chænh baèng bích eùp tuùp. Hieän nay trong keát caáu moät soá bôm, voøng ñeäm cô ñöôïc thay theá cho caùc voøng tuùp. Caùc voøng ñeäm cô naøy coù tính chính xaùc cao. Nöôùc ñöôïc daãn töø phía ra cuûa baùnh xe coâng taùc ñeå boâi trôn vaø laøm kín caùc voøng ñeäm cô, sau ñoù ñöôïc huùt vaøo cöûa huùt cuûa maùy bôm maø khoâng chaûy ra ngoaøi. Trong quaù trình vaän haønh thöôøng khoâng phaûi ñieàu chænh hay baûo döôõng caùc ñeäm cô, ngoaøi vieäc thay theá caùc boä phaän bò gaõy hoaëc moøn. 2.5. CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA NÖÔÙC TRONG BAÙNH XE COÂNG TAÙC CUÛA BÔM LY TAÂM 16 BÔM-QUAÏT-MAÙY NEÙN LYÙ THANH HUØNG Hai giaû thuyeát ñöôïc ñöa ra ñeå khaûo saùt chuyeån ñoäng cuûa chaát loûng trong baùnh xe coâng taùc cuûa bôm ly taâm töø khi vaøo ñeán khi ra khoûi baùnh xe laø: - Baùnh xe coù caùnh nhieàu voâ haïn. - Chaát loûng bôm laø chaát loûng lyù töôûng. Nhö vaäy coù nghóa laø quyõ ñaïo chuyeån ñoäng cuûa caùc phaàn töû chaát loûng laø nhöõng tia song song coù daïng cong truøng vôùi daïng cong cuûa caùnh. Ñeå nhaän ñöôïc söï chuyeån ñoäng cuûa chaát loûng trong baùnh xe coâng taùc ñuùng vôùi thöïc teá, caàn coù söï hieäu chænh hôïp lyù. Giaû söû ñaõ bieát caùc kích thöôùc hình hoïc cuûa baùnh xe, löu löôïng lyù thuyeát Q h , toác ñoä quay n. Chaát loûng vaøo baùnh xe coâng taùc vôùi vaän toác tuyeät ñoái C1 . Giaù trò vaän toác khoâng ngöøng ñöôïc taêng leân khi chaát loûng chuyeån ñoäng qua caùc raõnh cuûa caùc baùnh xe coâng taùc vaø ñaït ñeán giaù trò C2 taïi cöûa ra. Khi chuyeån ñoäng quay theo baùnh xe coâng taùc vôùi vaän toác voøng U, chuyeån ñoäng tònh tieán doïc theo beà maët caùnh vôùi vaän toác töông ñoái W. Söï vaøo baùnh xe cuûa doøng chaûy: Tröôùc khi vaøo baùnh xe, doøng chaûy chuyeån ñoäng theo chieàu höôùng truïc. Khi baét ñaàu vaøo baùnh xe, doøng chaûy coù söï ñoåi chieàu töø höôùng truïc sang höôùng taâm. Taïi cöûa vaøo cuûa baùnh xe, vaän toác voøng cuûa caùc phaàn töû chaát loûng: D1 n U1    .R1 (2-1) 60 Vaän toác töông ñoái W1 coù phöông tieáp tuyeán vôùi caùnh taïi meùp vaøo, taïo vôùi tieáp tuyeán voøng troøn baùn kính R1 moät goùc 1, coù höôùng ngöôïc vôùi vaän toác voøng U1. Vaän toác tuyeät ñoái C1 baèng toång hình hoïc vaän toác töông ñoái W1 vaø vaän toác voøng U1:    C1  W1  U 1 (2-2) Hình 2-11: Sô ñoà veùc tô vaän toác Ñoà thò vaän toác cuûa caùc phaàn töû chaát loûng khi baét ñaàu vaøo vaø ra khoûi baùnh xe coâng taùc ñöôïc bieåu dieãn treân hình 2-11 vôùi caùc kyù kieäu:  – Goùc giöõa C vaø U. Cr – Thaønh phaàn vaän toác höôùng kính (coøn goïi laø vaän toác kinh tuyeán). CU – Thaønh phaàn quay theo cuûa vaän toác tuyeät ñoái . 17 BÔM-QUAÏT-MAÙY NEÙN LYÙ THANH HUØNG Giaù trò vaän toác höôùng kính xaùc ñònh theo coâng thöùc: C1r  Qlt D1b11 (2-3) Trong ñoù: 1 – heä soá co heïp do tính ñeán chieàu daøy caùnh taïi cöûa vaøo, coù theå laáy 0,75 vôùi nhöõng bôm nhoû ñeán 0,83 ñoái vôùi nhöõng bôm lôùn. Taïi meùp vaøo cuûa caùnh, trò vaän toác doøng chaûy coù theå bò maát lieân tuïc, chuyeån tieáp ñoät ngoät töø giaù trò naøy sang giaù trò khaùc, gaây hieän töôïng va ñaäp khi chaûy vaøo caùnh. Khi ñoù seõ laøm giaûm coät aùp do baùnh xe taïo neân. Ñeå ngaên ngöøa va ñaäp khi chaát loûng chaûy vaøo baùnh xe, trong thieát keá cheá taïo phaûi ñaûm baûo cho C 1U = 0, höôùng cuûa vaän toác W1 phaûi tieáp tuyeán vôùi meùp vaøo cuûa caùnh, höôùng cuûa caùnh phaûi nghieâng vôùi vaän toác töông ñoái W1 moät goùc  = 3 ÷ 80 ôû cheá ñoä tính toaùn, coøn nhöõng tröôøng hôïp ñaëc bieät coù theå laáy lôùn hôn (ñeán 150). Söï ra khoûi baùnh xe cuûa doøng chaûy: Khi ra khoûi baùnh xe, caùc thaønh phaàn vaän toác cuûa doøng chaûy cuõng töông töï khi vaøo. Thaønh phaàn quay cuûa vaän toác tuyeät ñoái C2U khi chuyeån töø vuøng trong ra vuøng ngoaøi cuûa baùnh xe coâng taùc trong söï giaùn ñoaïn vì ñöôøng ñi cuûa doøng chaûy khoâng bò taùc duïng cuûa ngoaïi löïc naøo vaø noù chuyeån ñoäng töï do theo quaùn tính. Thaønh phaàn höôùng kính cuûa vaän toác tuyeät ñoái: C2 r  Qlt D2b2 2 (2-4) Trong ñoù:2 – heä soá co heïp do caùc caùnh ôû cöûa ra. Giaù trò 2 coù theå laáy töø 0,9 ñoái vôùi nhöõng bôm nhoû ñeán 0,95 ñoái vôùi nhöõng bôm lôùn. Vaän toác töông ñoái W2, theo sô ñoà soá caùnh nhieàu voâ haïn cuõng coù höôùng tieáp tuyeán vôùi meùp ra cuûa caùnh taïo vôùi phöông vaän toác voøng U2 döôùi moät goùc 2 theo chieàu ngöôïc vôùi chieàu vaän toác U2. Töø ñoà thò vaän toác (hình 2-11) ta coù: W2  C2 r Sin 2 (2-5) Vaø vaän toác voøng: D2 n U2    .R2 (2-6) 60    Toång vaän toác töông ñoái W2 vaø vaän toác voøng U 2 laø vaän toác tuyeät ñoái C 2 Chieáu vaän   toác tuyeät ñoái C 2 leân phöông vaän toác quay U 2 coù thaønh phaàn quay cuûa vaän toác tuyeät  ñoái C 2U . Trong tính toaùn ta coi nhö baùnh xe coù soá caùnh nhieàu voâ haïn vaø giaû thuyeát laø höôùng cuûa vaän toác töông ñoái khi ra khoûi baùnh xe truøng vôùi tieáp tuyeán taïi meùp ra cuûa caùnh coøn giaù trò C2r laø haèng soá taïi moïi ñieåm cuûa cöûa ra. Nhöng trong ñieàu kieän soá caùnh höõu haïn, vaän toác töông ñoái ôû cöûa ra seõ khaùc nhau vaø giaù trò trung bình cuûa noù 18 BÔM-QUAÏT-MAÙY NEÙN LYÙ THANH HUØNG seõ cheäch khoûi höôùng tieáp tuyeán vôùi caùnh veà phía goùc  nhoû hôn. Ñieàu ñoù laøm giaõm thaønh phaàn quay cuûa vaän toác tuyeät ñoái C2U so vôùi C2U. Hình 2-12: sô ñoà vaän toác doøng chaûy khi ra khoûi baùnh xe vôùi soá caùnh höõu haïn 2.6. PHÖÔNG TRÌNH CÔ BAÛN CUÛA BÔM LY TAÂM Phöông trình cô baûn cuûa bôm ly taâm chính laø phöông trình coät aùp lyù thuyeát. Phöông trình naøy ñöôïc thaønh laäp döïa treân giaû thuyeát : Chaát loûng laø chaát loûng lyù töôûng vaø baùnh xe coâng taùc coù soá caùnh nhieàu voâ haïn. Ñieàu ñoù coù nghóa laø doøng chaûy trong baùnh xe coâng taùc goàm caùc doøng nguyeân toá song song vôùi nhau vaø song song vôùi beà maët caùnh baùnh xe. Coøn vaän toác cuûa chuùng taïi moïi ñieåm caùch taâm moät khoaûng nhö nhau thì nhö nhau. Öùng duïng ñònh lyù cô hoïc veà bieán thieân momen ñoäng löôïng vôùi doøng chaát loûng chuyeån ñoäng qua baùnh xe coâng taùc, coù theå phaùt bieåu nhö sau: Bieán thieân moâmen ñoäng löôïng cuûa khoái chaát loûng chuyeån ñoäng qua baùnh xe coâng taùc trong moät ñôn vò thôøi gian ñoái vôùi truïc quay cuûa baùnh xe baèng toång momen ngoaïi löïc taùc duïng leân khoái chaát loûng ñoù ñoái vôùi truïc quay, töùc laø baèng momen xoaén treân truïc baùnh xe coâng taùc. Khaûo saùt moät doøng nguyeân toá chuyeån ñoäng qua baùnh xe coâng taùc cuûa bôm ly taâm (hình 2-13). Hình 2-13: Sô ñoà veùc tô vaän toác 19 BÔM-QUAÏT-MAÙY NEÙN LYÙ THANH HUØNG xaùc ñònh ñoä bieán thieân momen ñoäng löôïng cuûa khoái chaát loûng giöõa hai tieát dieän vaøo (1-1) vaø ra (2-2) ñoái vôùi truïc quay. Neáu doøng nguyeân toá coù löu löôïng dQ thì ñoäng löôïng cuûa noù taïi tieát dieän 1-1 laø:  dK1 = dmC1 = dQC1 g Vaø taïi tieát dieän 2-2 laø: dK2 = dmC2 =  dQC2 g Moâmen ñoäng löôïng cuûa doøng nguyeân toá ñoái vôùi truïc quay cuûa baùnh xe coâng taùc taïi tieát dieän 1-1 vaø 2-2:  dM1 = dK1l1 = dQC1R1cos1 g  dM2 = dK2l2 = dQC2R2cos2 g Bieán thieân moâmen ñoäng löôïng trong moät ñôn vò thôøi gian cuûa doøng nguyeân toá chaát loûng baèng hieäu moâmen ñoäng löôïng taïi cöûa ra, cöûa vaøo cuûa baùnh xe coâng taùc: M = dM2 – dM1 (2-7)  M = dQ (C2R2cos2 – C1R1cos1) (2-8) g Theo giaû thuyeát neâu treân, bieán thieân moâmen ñoäng löôïng cuûa toaøn boä khoái chaát loûng chuyeån ñoäng qua baùnh xe coâng taùc trong moät ñôn vò thôøi gian baèng toång bieán thieân moâmen ñoäng löôïng cuûa taát caû caùc doøng nguyeân toá:  M =  dQ(C2R2cos2 - C1R1cos1) g  Q/t(C2R2cos2 - C1R1cos1) (2-9) g Goïi Mx laø moâmen ngoaïi löïc töùc laø moâmen xoaén treân truïc baùnh xe coâng taùc thì: Mx = M  Mx = Q/t (C2R2cos2 – C1R1cos1) (2-10) g Nhaân hai veá cuûa phöông trình vôùi vaän toác goùc , nhaän ñöôïc:  Mx = Q/t (C2R2cos2 – C1R1cos1) (2-11) g ÔÛ ñaây Mx chính laø coâng suaát söû duïng ñeå bieán thaønh naêng löôïng cuûa chaát loûng. Mx = Q/tH/t (2-12) Trong ñoù: Q/t – Löu löôïng lyù thuyeát cuûa maùy bôm; H/t – Coät aùp lyù thuyeát cuûa maùy bôm öùng vôùi soá caùnh baùnh xe nhieàu voâ cuøng. Töø phöông trình (2-11) vaø (2-12) ruùt ra: = 20