Bơm, quạt là loại máy dùng để vận chuyển và cung cấp năng lượng cho dòng
chất lỏng.
Bơm, quạt làm nhiệm vụ biến đổi cơ năng của động cơ thành thế năng, động
năng và nhiệt năng của dòng chất lỏng
Bơm dùng để vận chuyển chất lỏng ở thể lỏng còn quạt vận chuyển chất lỏng ở
thể khí. Cả hai loại bơm và quạt đều thuộc máy thủy lực. Đó là loại máy làm việc
dựa trên cơ sở trao đổi năng lượng với dòng chất lỏng chuyển động qua máy theo
các nguyên lí của thủy lực học và cơ học chất lỏng.
Dựa theo nguyên lí tác dụng người ta chia máy thủy lực thành hai loại:
+ Bơm quạt cánh dẫn thực hiện trao đổi năng lượng với dòng chất lỏng chuyển
động qua máy nhờ tác dụng lực tương hỗ giữa hệ thống cánh dẫn với dòng chất
lỏng. Trong đó năng lượng mà máy cánh dẫn truyền cho dòng chất lỏng chủ yếu
dưới dạng động năng. Dòng chất lỏng chuyển động qua bánh công tác của loại máy
này là dòng liên tục, vận tốc và áp suất không thay đổi đột ngột. Trong chế độ làm
việc ổn định thì lưu lượng, áp suất của máy là hằng số.
+ Bơm, quạt thể tích thực hiện trao đổi năng lượng với dòng chất lỏng chuyển
động qua máy theo nguyên lí chèn ép chất lỏng trong một thể tích kín dưới áp suất
thủy tĩnh. Năng lượng của dòng chất lỏng trao đổi với máy chủ yếu là thành phần áp
năng, còn thành phần động năng không đáng kể. Dòng chất lỏng chuyển động qua
máy là dòng không liên tục, lưu lượng và áp suất thay đổi theo thời gian. Mức độ
không đều của lưu lượng và áp suất phụ thuộc vào kết cấu của máy.
https://monhoc.vn/
1. 1
https://monhoc.vn/
Phụ lục
Lời nói đầu ........................................................................................................................2
Chương 1: Giới thiệu về máy cánh dẫn.........................................................................3
1.1 Tổng quan và phân loại máy cánh dẫn..................................................................3
1.1.1 Định nghĩa....................................................................................................3
1.1.2 Ưu điểm của máy cánh dẫn ...........................................................................3
1.1.3 Một số thông số cơ bản của máy cánh dẫn......................................................4
1.1.4 Số vòng quay đặc trưng và phân loại máy cánh dẫn .......................................4
1.2 Nguyên lí hoạt động và phân loại của bơm ly tâm..................................................5
Chương 2: Tính toán thiết kế bánh công tác ................................................................8
2.3. Xác định hiệu suất và công suất của bơm ............................................................ 10
2.4 Xác đinh kích thước vào của bơm ......................................................................... 11
2.4.1 Xác định vận tốc dòng vào của bơm ........................................................... 11
2.4.2 Xác định đường kính trục bơm.................................................................... 12
2.4.3 Xác định đường kính moay ơ theo đường kính trục.................................. 13
2.4.4 Xác định đường kính vào Do ........................................................................ 13
2.4.5 Xác định đường kính bố trí mép vào của bánh công tác ........................... 13
2.4.6 Xác định bề rộng lối vào của bánh công tác ............................................... 13
2.4.7 Xác định góc vào không va .......................................................................... 14
2.5 Xác định các kích thước ra của bơm ..................................................................... 15
2.5.1 Xác định đường kính ra D2 ........................................................................... 15
2.5.2 Xác định vận tốc kinh tuyến tại lối ra của bánh công tác.......................... 16
2.5.3 Xác định bề rộng lối ra của bánh công tác.................................................. 16
2.5.4 Xác định góc đặt cánh lối ra 2
................................................................... 17
2.5.5 Xác định số cánh dẫn của bánh công tác.................................................... 17
2.6 Tính chiều dày của bánh công tác tại mép vào và mép ra...................................... 18
2.7 Tính kiểm nghiệm .................................................................................................. 19
Chương 3: THIẾT KẾ CÁNH BÁNH CÔNG TÁC .......................................................... 21
3.1 Xây dựng tiết diện kinh tuyến bánh công tác sơ bộ................................................ 21
3.2 Thiết kế biên dạng cánh bánh công tác.................................................................. 23
3.2.1 Xây dựng đường dòng đẳng tốc trong buồng dẫn dòng của bơm ly tâm 23
3.2.2 Xây dựng biên dạng cánh bằng phương pháp biến hình bảo giác ........... 29
Chương 4 Thiết kế phần dẫn dòng ra kiểu buồng xoắn ...................................................... 39
4.1 Vai trò của bộ phận dẫn dòng ..................................................................................... 39
4.2 Tính toán thiết kế buồng xoắn theo quy luật cvr = const ................................................. 40
Kết luận........................................................................................................................... 45
Tài liệu tham khảo:........................................................................................................... 46
2. 2
https://monhoc.vn/
Lời nói đầu
Trong cuộc sống, cũng như trong các ngành công nghiệp ngày nay. Máy
bơm là một thiết bị, một loại máy móc không thể thiếu và xuất hiện ở nhiều bộ
phận. Từ các hệ thống cấp nước sinh hoạt hàng ngày cho đến các hệ thông thủy lợi,
cấp thoát nước cho các thành phố, các hệ thống tự động về khí nén hay thủy lực
hiện nay đã được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thì máy bơm là một phần quan
trọng, không thể thiếu có thể coi là trái tim của các hệ thống này. Hiện này máy
bơm có rất nhiều loại, tùy thuộc vào thực tế mà mỗi vị trí làm việc lại có một loại
máy bơm hợp lý nhưng nói chung máy bơm được chia làm hai dòng lớn là máy
bơm thế tích chuyên được sử dụng trong các hệ thống thủy lực hoặc khí nén do đặc
tính có thể tạo ra áp suất cao. Loại thứ hai là máy bơm cánh dẫn, loại này có lưu
lượng lớn và động năng dòng chảy cao thích hợp chi việc vẫn chuyển chất lỏng đi
các đoạn đường xa và yêu cầu có lưu lượng lớn.
Sinh viên thực hiện:
Đinh Văn Cảng
3. 3
https://monhoc.vn/
Chương 1: Giới thiệu về máy cánh dẫn
1.1 Tổng quan và phân loại máy cánh dẫn
1.1.1 Định nghĩa
Bơm, quạt là loại máy dùng để vận chuyển và cung cấp năng lượng cho dòng
chất lỏng.
Bơm, quạt làm nhiệm vụ biến đổi cơ năng của động cơ thành thế năng, động
năng và nhiệt năng của dòng chất lỏng
Bơm dùng để vận chuyển chất lỏng ở thể lỏng còn quạt vận chuyển chất lỏng ở
thể khí. Cả hai loại bơm và quạt đều thuộc máy thủy lực. Đó là loại máy làm việc
dựa trên cơ sở trao đổi năng lượng với dòng chất lỏng chuyển động qua máy theo
các nguyên lí của thủy lực học và cơ học chất lỏng.
Dựa theo nguyên lí tác dụng người ta chia máy thủy lực thành hai loại:
+ Bơm quạt cánh dẫn thực hiện trao đổi năng lượng với dòng chất lỏng chuyển
động qua máy nhờ tác dụng lực tương hỗ giữa hệ thống cánh dẫn với dòng chất
lỏng. Trong đó năng lượng mà máy cánh dẫn truyền cho dòng chất lỏng chủ yếu
dưới dạng động năng. Dòng chất lỏng chuyển động qua bánh công tác của loại máy
này là dòng liên tục, vận tốc và áp suất không thay đổi đột ngột. Trong chế độ làm
việc ổn định thì lưu lượng, áp suất của máy là hằng số.
+ Bơm, quạt thể tích thực hiện trao đổi năng lượng với dòng chất lỏng chuyển
động qua máy theo nguyên lí chèn ép chất lỏng trong một thể tích kín dưới áp suất
thủy tĩnh. Năng lượng của dòng chất lỏng trao đổi với máy chủ yếu là thành phần áp
năng, còn thành phần động năng không đáng kể. Dòng chất lỏng chuyển động qua
máy là dòng không liên tục, lưu lượng và áp suất thay đổi theo thời gian. Mức độ
không đều của lưu lượng và áp suất phụ thuộc vào kết cấu của máy.
1.1.2 Ưu điểm của máy cánh dẫn
Bơm, quạt cánh dẫn bao gồm các loại bơm, quạt ly tâm, hướng trục, hướng chéo
và bơm xoáy. Ngày nay bơm, quạt cánh dẫn được ứng dụng rất phổ biến trong đời
sống và sản xuất.
Bơm, quạt cánh dẫn được sử dụng phổ biến như vậy vì chúng có nhiều ưu điểm
như:
- Có kết cấu đơn giản chắc chán, gọn nhẹ, dễ chế tạo, giá thành rẻ, làm
việc có độ tin cậy cao và vận hành thuận tiện.
- Có phạm vi sử dung rộng rãi, lưu lượng và cột áp thay đổi trong phạm vi
lớn.
- Roto của máy có thể quay với số vòng quay lớn từ 300 – 3000 vòng/
phút. Trong những trường hợp đăc biệt vận tốc vòng quay của roto có thể
4. 4
https://monhoc.vn/
đạt 7550 vòng/ phút. Do vậy roto có thể nối trực tiếp với động cơ có vận
tốc quay lớn.
- Dòng chất lỏng chuyển động qua máy là dòng lien tục nên lưu lượng và
áp suất của máy khi làm việc là rất ổn định.
- Máy ít bị nhạy cảm vói bụi bẩn và các hạt cứng vì vậy chúng có thể dùng
để vận chuyển mọi chất lỏng khác nhau kể cả hỗn hợp nước và chất rắn,
các chất lỏng đặc, chất lỏng có độ nhớt và chất lỏng dễ bay hơi.
1.1.3 Một số thông số cơ bản của máy cánh dẫn
*Lưu lượng Q: Là lượng chất lỏng hoặc khí mà bơm, quạt vẫn chuyển được
trong một đơn vị thời gian.
Q = G/y = v.G Trong đó: Q là lưu lượng ( m3/h, m3/s…)
G là lưu lượng trọng lượng (kG/s, kG/ph)
y là trọng lượng riêng của chất lỏng
v = 1/y là thể tích riêng của chất lỏng
*Cột áp H: là năng lượng mà bơm, quạt cung cấp cho 1 kG chất lỏng khi vẫn
chuyển qua máy.
*Công suất và hiệu suất của bơm: Công suất máy nhận được của động cơ gọi
là công suất tiêu thụ hay công suất trên trục. Còn công suất mà dòng chất lỏng nhận
được khi vẫn chuyển qua máy gọi là công suất hữu ích N
N = G.H = y.Q.H
1.1.4 Số vòng quay đặc trưng và phân loại máy cánh dẫn
Số vòng quay đặc trưng là số vòng quay của bánh công tác của một bơm mẫu
đồng dạng hình học với bơm thực, trong chế độ làm việc tương tự hiệu suất thủy lực
và hiệu suất thể tích như bơm thực, đồng thời tạo ra được cột áp HM = 1m có công
suất hữu ích NhiM = 1m.l và vận chuyển chất lỏng có trọng lượng riêng
3
1000 /
M kG m
= . Kí hiệu số vòng quay quy dẫn ns
Công thức của số vòng quay quy dẫn:
3/4
3,65
s
Q
n n
H
=
• Phân loại máy cánh dẫn theo số vòng quay đặc trưng:
5. 5
https://monhoc.vn/
- Bánh công tác bơm ly tâm ns (v/ph)
Có số vòng quay ns nhỏ 50 – 80
Có số vòng quay ns trung bình 80 – 150
Có số vòng quay ns lớn 150 – 300
- Bánh công tác bơm hướng chéo 300 – 600
- Bánh công tác bơm hướng trục 600 – 1800
• Phân loại máy cánh dẫn theo hướng chuyển động của chất lỏng trong BCT:
- Bánh công tác ly tâm và hướng tâm: chất lỏng chuyển động qua bánh
công tác từ tâm ra ngoài hoặc từ ngoài vào tâm theo phương bán kính.
- Bánh công tác hướng trục: chất lỏng chuyển động qua bánh công tác
theo phương song song trục.
- Bánh công tác tâm trục hoặc trục tâm: chất lỏng chuyển động qua
bánh công tác theo hướng tâm rồi chuyển sang hướng trục hoặc ngược
lại.
- Bánh công tác hướng chéo: chất lỏng chuyển động qua bánh công tác
không theo hướng tâm cũng không theo hướng trục mà theo hướng
xiên (chéo)
1.2 Nguyên lí hoạt động và phân loại của bơm ly tâm
Bơm ly tâm là loại bơm được sử dụng thông dụng nhất để vận chuyển chất
lỏng. Bơm ly tâm có hiệu suất tương đối cao. Các bơm ly tâm cỡ lớn có hiệu suất (
) đạt tới 78 – 92%. Bơm có kết cấu đơn giản, chắc chắn và vận hành thuận tiện
6. 6
https://monhoc.vn/
Hình 1.1 Cấu tạo bơm ly tâm
• Nguyên lí hoạt động của bơm ly tâm:
Khi trục A quay dẫn động bánh công tác J quay sẽ tạo ra chân không tại lối vào
bánh công tác G, dưới tác dụng của lực ly tâm, chất lỏng từ tâm bánh công tác
chuyên động theo các máng dẫn giữa các cánh E ra phía ngoài chảy vào buồng xoắn
F rồi ra ngoài theo đừng ống đẩy K với áp suất cao hơn. Đó là quá trình đẩy của
bơm
Ở lối vào bơm, áp suất của dòng chất lỏng giảm (do giải phóng phần không gian
bị nó chiếm chỗ), tạo nên độ chênh áp giữa mặt thoáng của bể hút và lối vào bơm.
Do đó phần chất lỏng từ bể hút dâng lên theo đường ống hút và chảy vào bơm. Đó
là quá trình hút của bơm. Quá trình hút và đẩy của bơm là hai quá trình liên tục, tạo
nên dòng chất lỏng liên tục chuyển động qua bơm
• Phân loại bơm ly tâm
Bơm ly tâm được phân thành nhiều loại khác nhau theo nhiều đác điểm khác như:
*Phân loại theo số bánh công tác lắp trên trục:
- Bơm ly tâm một cấp (có một bánh công tác lắp trên trục)
- Bơm ly tâm nhiều cấp (có nhiều bánh công tác lắp trên cùng một trục)
* Theo số dòng chất lỏng qua bánh công tác:
- Bơm ly tâm một miệng hút (một dòng chất lỏng qua bánh công tác)
- Bơm ly tâm hai miệng hút (hia dòng chất lỏng qua bánh công tác)
* Theo cột áp có:
7. 7
https://monhoc.vn/
- Bơm ly tâm cột áp thấp, H = 5 – 40m cột nước,
- Bơm ly tâm cột áp trung bình, H = 40 – 200 m cột nước,
- Bơm ly tâm cột áp cao, H 200m cột nước.
* Theo lưu lượng có:
- Bơm lưu lượng nhỏ,
- Bơm ly tâm lưu lượng trung bình,
- Bơm ly tâm lưu lượng lớn.
* Theo vị trí của trục bơm có:
- Bơm trục ngang,
- Bơm trục đứng.
* Theo kết cấu vỏ bơm có:
- Bơm ly tâm hai nắp,
- Bơm nhiều tầng (vỏ bơm gồm nhiều phân đoạn ghép lại với nhau).
* Theo phương pháp nối truc bơm với trục động cơ:
- Bơm ly tâm nối trực tiếp,
- Bơm ly tâm nối gián tiếp.
1.3 Ứng dụng của bơm lý tâm
Do đặc điểm tạo ra cột áp tương đối cao nên bơm ly tâm được sử dụng rất rộng
rãi trong đời sống hiện đại
Trong công nghiệp, bơm ly tâm được dùng để cấp nước cho các nhu cầu kỹ
thuật của nhà máy như cấp nước cho nồi hơi trong các nhà máy nhiệt điện, cấp nước
cho các hệ thống làm mát và cho nhu cầu vệ sinh công nghiệp.
Bơm ly tâm còn được dùng trong công nghiệp khai thác mỏ và xây dựng để hút
nước từ những giếng sâu, hút các hồn hợp nước với đất và vận chuyển cho các hỗn
hợp nước với chất rắn nghiền nhỏ.
Trong công nghiệp dầu mỏ, bơm ly tâm được dùng để hút dầu từ dưới giếng và
vận chuyể các sản phẩm dầu mỏ.
Trong công nghiệp hóa chất, bơm ly tâm cũng được ứng dụng rất rộng rãi để
vận chuyển các dung dịch hóa chat như axit, kiềm, muối …Trong nông nghiệp và
đời sống, bơm ly tâm được dùng để tưới tiêu, cung cấp nước cho thành phố, cho các
nhu cầu của đời sống
8. 8
https://monhoc.vn/
Chương 2: Tính toán thiết kế bánh công tác
2.1 Tính toán đường ống thủy lực và cột áp của bơm
Ta có cột áp lí thuyết cuả bơm được tính theo công thức:
= + +
b h d
H H h h
Trong đó: b
H Cột áp lí thuyết của bơm (m)
H khoảng cách giữa mực nước bể hút và đẩy H=30m
h
h
Tổng tổn thất trên đường ống hút (m)
d
h
Tổng tổn thất trên đường ống đẩy (m)
Với
2 2 2
.
2 2 2
h h h h
h v k
h
l v v v
h
d g g g
= + +
Trong đó: độ nhám thành ống hút 0.2mm
=
,
h h
l d chiều dài và đường kính đường ống hút. 8 ,d 250
h h
l m mm
= =
h
v vận tốc dòng chảy trên đường ống hút
3
2 2
4 4 85 10
1.73( / )
0.25
h
h
Q
v m s
d
−
= = =
Q: Lưu lượng của bơm Q=85l/s
v
hệ số cản cục bộ của van một chiều 6
v
=
9. 9
https://monhoc.vn/
k
hệ số cản cục bộ của khóa lắp ráp 0.1
k
=
g gia tốc trọng trường g=9.81( 2
/
m s )
Suy ra:
2 3 2 2
0.2 1.73 10 6 1.73 0.1 1.73
0.93( )
0.25 2 9.81 2 9.81 2 9.81
h
h m
−
= + + =
2 2 2
.
2
2 2 2
d d d d
d k c
d
l v v v
h
d g g g
= + +
Trong đó: ,
d d
l d chiều dài và đường kính đường ống đấy
100 , 200
d d
l m d mm
= =
c
hệ số khủy cong 0.4
c
=
d
v vận tốc dòng chảy trên đường ống đẩy (m/s)
3
2 2
4 4 85 10
2.71( / )
. 0.2
d
d
Q
v m s
d
−
= = =
Suy ra
2 3 2 2
0.2 100 2.71 10 0.1 2.71 0.4 2.71
2 0.37( )
0.2 2 9.81 2 9.81 2 9.81
d
h m
−
= + + =
Nên cột áp của bơm là:
2
30 0.93 0.37 31.3( )
b
H mH O
= + + =
Thông số tính toán: Q=85 (l/s), 2
31.3
b
H mH O
=
2.2.Xác định số vòng quay đặc trưng
Công suất hữu ích của bơm là:
3
. . 1000.85.10 .31,3
26,08(KW)
102 102
b
tl
Q H
N
−
= = = (2.1)
Chất lỏng công tác là nước có trọng lượng riêng 3
1000 /
kG m
=
Số vòng quay đặc trưng của bơm:
3/4
3,65. .
s
n Q
n
H
= (2.2)
Trong đó: s
n : Số vòng quay đặc trưng của bơm (vòng/phút).
n: Số vòng quay của bơm n=1450(vòng/phút).
Q: lưu lượng của bơm Q=85(l/s).
H: cột áp của bơm H=31,3 (mH2O)
10. 10
https://monhoc.vn/
Từ đó ta có:
3
3/4
3,65.1400. 85.10
112,6
31,3
s
n
−
= = (v/ph)
2.3. Xác định hiệu suất và công suất của bơm
Hiệu suất của bơm:
. .
b Q H ck
= (2.3)
Trong đó: Q
: Hiệu suất lưu lượng của bơm
H
: Hiệu suất thủy lực của bơm
ck
: Hiệu suất cơ khí của bơm
Hiệu suât lưu lượng của bơm được tính theo công thức:
2/3 2/3
1 1
0,97
1 0,68. 1 0.68.112,6
Q
s
n
− −
= = =
+ +
(2.4)
Hiệu suất thủy lực được tính theo công thức:
2
1
0,42
1
(log 0.172)
H
qd
D
= −
−
(2.5)
Với: 3 3
1 1 .10 . ( )
lt
qd D qd
Q
D K mm
n
= (2.6)
Trong đó: 1qd
D là đường kính vào quy dẫn của bánh công tác
1
D qd
K là hệ số quy dẫn đối với bơm ly tâm một cấp ta có
1 4,1 4,5
D qd
H = ta chọn 1 4,5
D qd
K = .
Thay vào công thức (2.6) ta tính được 1qd
D :
3
3 3
1
85.10
4,5.10 . 174,81( )
1450
qd
D mm
−
= =
Từ đó ta tính được hiệu suất thủy lực H
:
2
0,42
1 0,90
(log174,81 0,172)
H
= − =
−
Hiệu suất cơ khí được xác đinh theo công thức thực nghiệm sau:
.
ck msd mo
= (2.7)
11. 11
https://monhoc.vn/
Trong đó: msd
là hiệu suất tính tới ma sát của các bề mặt bánh công tác với chất
lỏng (Ma sát đông).
2
2
1 820 1
1
820
1
msd
msd s
s
n
n
= + =
+
(2.8)
Do đó:
2
1
0,94
820
1
112,6
msd
= =
+
mo
là hiệu suất tính tới tổn thất ma sát trong ổ trượt và ổ đệm
0,95 0,98
mo
= Chọn 0,96
mo
=
Từ đó ta tính được hiệu suất cơ khí:
0,94.0,96 0,90
ck
= =
Thay các giá trị của , ,
Q H ck
ở trên vào công thức (2.3) xác đinh hiệu suất của
bơm ta có:
. . 0,97.0,90.0,90 0,79
b Q H ck
= = =
Suy ra công suất của động cơ nguồn là:
26,08
33,01( )
0,79
tl
b
N
N kW
= = = (2.9)
Ta chọn động cơ nguồn là động cơ điện, công suất của động cơ điện cần chọn là:
Nđc= (1,05 ÷ 1,3).N
Nđc = (1,05 ÷ 1,3).33,01
Nđc = (34,66 ÷ 42,91) (KW)
Tra cataloge của Công ty CP chế tạo máy điện Việt Nam- Hungary ta chọn được
động cơ điện:
Kiểu : KQ225Mb4
Công suất : 40 kW
Tốc độ : 1465 vòng/phút
Hiệu suất : 91,5 %
2.4 Xác đinh kích thước vào của bơm
2.4.1 Xác định vận tốc dòng vào của bơm
Vận tốc dòng vào của bơm có thể tính theo công thức kinh nghiệm sau:
12. 12
https://monhoc.vn/
2
3
(0,06 0,08). .
o lt B
V Q n
= (m/s) (2.10)
Trong đó: Qlt: Lưu lượng lý thuyết trung bình của bơm (m3
/s)
nB: Số vòng quay của bơm với nB=nđc=1465 (vòng/phút)
Lưu lượng lý thuyết của bơm:
3
3
85.10
0,0876( / )
0,97
B
lt
Q
Q
Q m s
−
= = =
Thay vào công thức (1-10) ta xác định được vận tốc dòng vào của bơm:
2
3
(0,06 0,08). 0.0876.1465 (3,44 4,58)
o
V = = (m/s)
Chọn 4
o
V = (m/s).
2.4.2 Xác định đường kính trục bơm
Moomen xoắn trên trục của bơm:
97500.
N
M
n
= (1-10)
Trong đó: N : Công suất trên trục của bơm tính theo KW
n: Số vòng quay trên trục của bơm tính theo vòng/phút.
Thay các giá trị của N và n ở trên vòa công thức (2.10) ta được:
40
97500. 97500. 2662,12( )
1465
N
M kGcm
n
= = =
Đường kính trục được xác định theo điều kiện bền dựa vào ướng xuất xoắn cho
phép của bơm
3
0,2.
tr
M
d
= (cm) (2.11)
b2
b1
D
o
D
1
D
mo
D
tr
D
2
C2m
W2
C2
U2
C2u
R
2
U1
C1
C1m
W1
C1u
R
1
?
2
?2
?1
?
1
13. 13
https://monhoc.vn/
Với trục bơm làm bằng thép ta có 120 200
= kG/cm2
.
Trong bơm ly tâm này ta chọn vật liệu chế tạo có sức chịu mài mòn cao là thép
không gỉ SUS 316 có 180
= kG/cm2
Thay các giá trị trên vào biểu thức (2.11) ta tính được đường kính trục:
3
2662,12
4,2
0,2.180
tr
d = = (cm)
Để tang độ bền ta lấy đường kính trục là dtr=45 (mm).
2.4.3 Xác định đường kính moay ơ theo đường kính trục
Đường kính moay ơ ta có thể tính theo công thức thực nghiệm sau:
(1,2 1,25). (1,2 1,25).45 54 56
mo tr
d d
= = = (mm)
Do vậy ta chọn đường kính moay ơ: dmo=55 mm.
2.4.4 Xác định đường kính vào Do
Đường kính vào của bánh công tác được xác đinh từ phương trình lưu lượng theo
công thức:
2
4
.
lt
o mo
o
Q
D d
V
= + (2.12)
Thay các giá trị của Qlt, Vo và đường kính moay ơ ở trên vào công thức (2.12) ta có:
2 2
4.Q 4.0,0876
(0.055) 0,176
. .4
lt
o mo
o
D d
V
= + = + = (m)
Lấy tròn Do=180 mm.
2.4.5 Xác định đường kính bố trí mép vào của bánh công tác
Đường kính mép vào của bánh công tác bơm có thể được tính theo công thức kinh
nghiệm sau:
1 (0.75 0.85). 135 153
o
D D
= = (mm) (2.13)
Ta lấy D1=150 mm.
2.4.6 Xác định bề rộng lối vào của bánh công tác
Vận tốc kinh tuyến dòng chảy ở lối vào bơm : '
1 (0,9 1) 3,6 4
m o
V V
= = (m/s)
Chọn '
1 4
m
V = (m/s).
Chiều rộng bánh công tác tại lối vào tính theo công thức sau :
'
1 1
1.
lt
m
Q
b V
D
= (m) (2.14)
14. 14
https://monhoc.vn/
Thay các giá trị của lưu lượng lý thuyết Qlt, vận tốc kinh tuyến '
1m
V và đường kính
D1 vào công thức (2.14) ta có :
1
1 1
0,0876
0,047
. . .0,15.4
lt
m
Q
b
D V
= = = (m)
Lấy b1 = 47(mm).
Tính lại vận tốc '
1m
V ta được :
'
1
1 1
0,0876
3.935( / )
. . .0,15.0,047
lt
m
Q
V m s
D b
= = =
2.4.7 Xác định góc vào không va
Xác định theo dòng vào hướng kính :
V
'
1m
V
1m
U1
?1= 90°
?
1
0
?
'
1
0
Vận tốc lối vào V1u=0, 1 90o
= .
Góc dòng vào không va được tính theo công thức :
'
1
10 1
1
tan . m
V
K
U
= (2.15)
Trong đó: '
1m
V là vận tốc hướng kính của dòng chảy ở lối vào.
K1 là hệ số chèn dòng ở lối vào bánh công tác, K1=1,1 ÷1,2
Ta chọn K1=1,15.
15. 15
https://monhoc.vn/
Vận tốc vòng tại lối vào được tính theo công thức sau :
1
1
. .
( / )
60
D n
U m s
= (2.16)
Thay các giá trị của D1=0,15 (m) và số vòng quay n=1465 (vòng/phút) vào công
thức (2.15) tính được vận tốc vòng tại lối vào như sau :
1
1
. . .0,15.1465
11,50( / )
60 60
D n
U m s
= = =
Thay các giá trị của K1 và U1 vào biểu thức (2.15) ta xác định được góc dòng vào
không va :
'
1
10 1
1
3.96
tan . 1,15. 0,396
11,50
m
V
K
U
= = =
Suy ra '
10 21 36
o
=
Góc 10
có kể đến ảnh hưởng của vận tốc quay :
10 1 1 10
= − = +
Trong đó: góc va trong chảy bao cánh (3 8)o
=
Chọn '
3 24
o
=
Suy ra ' '
1 21 36 3 24 25
o o o
= + =
2.5 Xác định các kích thước ra của bơm
2.5.1 Xác định đường kính ra D2
Đường kính D2 được xác định theo phương trình cơ bản trong máy cánh dẫn:
2 2 1 1
.V .
u u
lt
U U V
H
g
−
= (2.17)
Trong đó: Hlt là cột áp tính toán lí thuyết của bơm
2
31,3
34,78( )
0,9
b
lt
H
H
H mH O
= = =
Với dòng vào hướng kính ta có V1u= 0 nên :
2
2 2 2 2
. .
u v u
lt
U V K U
H
g g
= = (2.18)
Từ đó ta có :
2
2
. lt
v u
g H
U
K
= (2.19)
16. 16
https://monhoc.vn/
Với Kv2u là hệ số vận tốc vòng ở lối ra của bánh công tác.
0,28 0,28
2 (1,78 2,0). (1,78 2).116,6
v u s
K n− −
= =
Kv2u = 0,47 ÷ 0,53
Lấy Kv2u = 0,5.
Khi đó ta có :
2
2
. 9,81.34,78
26,12( / )
0,5
lt
v u
g H
U m s
K
= = =
Đường kính D2 của bánh công tác được xác định bằng biểu thức :
1
2 6
2
2. .
2.
19,1.( ) .
100
lt
s
g H
n
U
D
n
= = (2.20)
Với là vận tốc góc của bánh công tác :
. .1465
153,34( / )
30 30
n
rad s
= = =
Thay vào công thức (2.20) ta xác đinh được đường kính D2 của bánh công tác :
1 6
2
112,6 2.9,81.34,78
19,1.( ) . 0.35( )
100 1465
D m
= =
Lấy đường kính ra của bánh công tác D2 = 350 mm.
Ta thấy : 2
1
350
2,33
150
D
D
= = tỷ số này nằm trong giới hạn cho phép của bơm ly tâm
một cấp tỷ tốc nhanh 2
1
1,6 2,5
D
D
=
2.5.2 Xác định vận tốc kinh tuyến tại lối ra của bánh công tác
Vận tốc kinh tuyến tại cửa ra của bánh công tác được xác định theo công thức thực
nghiệm sau :
' '
2 1
(0,8 1,1).
m m
V V
= (2.21)
Ta chọn ' '
2 1 4( / )
m m
V V m s
= =
2.5.3 Xác định bề rộng lối ra của bánh công tác
Từ phương trình :
'
2 2 2
. .b .
lt m
Q D V
= (2.22)
17. 17
https://monhoc.vn/
Suy ra 2 '
2 2
0,0876
0,02(m)
. . .0,35.4
lt
m
Q
b
D V
= = = (2.23)
Chọn bề rồng lối ra của bánh công tác b2 =22 mm.
Tính lại vận tốc '
2m
V ta được :
'
2
2 2
0,0876
3,622( / )
. . .0,35.0,022
lt
m
Q
V m s
D b
= = =
2.5.4 Xác định góc đặt cánh lối ra 2
Góc 2
của profin cánh ở lối ra được xác đinh theo biểu thức sau :
'
2
2 1
2 1
'
1 1 2
sin . . .sin
m
m
V
K W
K V W
= (2.24)
Trong đó hệ số chèn dòng K2 = 1,05÷1,1 ; lấy sơ bộ K2=1,05
Tỷ số vận tốc theo phương kinh tuyến
'
2
'
1
3,622
0.91
3,935
m
m
V
V
= = .
Tỷ số vận tốc tương đối lấy : 1
2
(1,1 1,65)
W
W
= ; lấy 1
2
1.2
W
W
= .
Với kết quả đã tính toán ở trên góc : 1 25o
=
Thay các giá trị đó vào công thức (1-24) ta xác định được :
'
2
2 1
2 1
'
1 1 2
1,05
sin . . .sin .0,91.1,2.sin25 0.421
1,15
o
m
m
V
K W
K V W
= = =
Suy ra '
2 24 53
o
=
Chọn 2 25o
=
2.5.5 Xác định số cánh dẫn của bánh công tác
Số cánh dẫn của bánh công tác được xác định theo công thức sau :
2 1 2 1
2 1
. .sin
2
Z
D D
Z K
D D
+ +
=
−
(2.25)
trong đó: KZ là hệ số phụ thuộc vào công nghệ chế tạo
Với bánh công tác chế tạo bằng phương pháp đúc ta xác định được KZ=6,5.
Thay số liệu vào công thức (2.25) ta có ;
2 1 1 2
2 1
0,35 0,15 25 25
. .sin 6,5. .sin 6,868
2 0,35 0,15 2
o o
Z
D D
Z K
D D
+ + + +
= = =
+ −
18. 18
https://monhoc.vn/
Ta chọn số cánh của bánh công tac là : Z=7cánh
2.6 Tính chiều dày của bánh công tác tại mép vào và mép ra
Hệ số chèn dòng ở cửa vào được xác đinh theo công thức :
1
1
1 1
T
K
T S
=
−
(2.26)
Trong đó:
Bước cánh lối vào : 1
1
. .150
67,307( )
7
D
T mm
Z
= = = (2.27)
Chiều dày cánh ở cửa vào theo phương U :
1
1
1
sin
S
= (2.28)
Từ đó ta có :
1 1 1
1
1
(1 ). .sin
T
K
= − (2.29)
Thay số ta có : 1
1
(1 ).67,307.sin25 3,710( )
1,15
o
mm
= − =
Chọn 1 4mm
=
Ta có : 1
4
9,465
sin25o
S = =
Tính lại hệ số chèn dòng K1 :
1
67,307
1,164
67,307 9,465
K = =
−
Tính lại sai số của K1 tính lại và K1 chọn sơ bộ ta được :
1,164 1,15
.100% 1,2(%)
1,15
−
= =
mn
Bước cánh ở lối ra : 2
2
. .350
157( )
7
D
T mm
Z
= = =
Chiều dày cánh ở lối ra :
19. 19
https://monhoc.vn/
2 2 2
2
1
(1 ).T .sin
K
= −
Thay số : 2
1
(1 ).157.sin25 3,16(mm)
1,05
o
= − =
Chọn 2 3mm
= .
Chiều dày cánh ở cửa ra theo phương U :
2
2
2
3
7.1( )
sin sin 25o
S mm
= = =
Tính lại hệ số chèn dòng ở lối ra
' 2
2
2 2
157
1,047
157 7,1
T
K
T S
= = =
− −
Tính sai số :
'
2 2
2
1,047 1,05
0,29(%)
1,05
K K
K
− −
= = =
Sai số nằm trong phạm vi cho phép từ 3÷5%
Vận tốc tương đối của dòng chảy ở cửa vào và cửa ra của bánh công tác được xác
định như sau :
'
1
1 1
1
3,96
. 1,15. 10,78( / )
sin sin25
m
o
V
W K m s
= = =
'
' 2
2 2
2
3,62
. 1,05. 8,99( / )
sin sin25
m
o
V
W K m s
= = =
2.7 Tính kiểm nghiệm
Vận tốc theo khi ra khỏi bánh công tác được xác định theo công thức :
2
2 2
2
2 2
( ) .
2.tan 2.tan
m m
lt
V V
U g H
= + + (2.30)
Cột áp lí thuyết của bơm khi kể đến ảnh hưởng của số cánh hữu hạn được xác định
theo công thức gẫn đúng sau :
(1 ).
lt lt
H p H
= + (2.31)
Trong đó: p là hệ số kể đến ảnh hưởng của số cánh hữu hạn được xác định theo
công thức :
20. 20
https://monhoc.vn/
2
1
2 1
2
2 2
1 1
2 2
sin ( ) .sin
1
. 2. .
1 ( ) 1 ( )
R
R
p
R R
Z Z
R R
+
= =
− −
(2.32)
Trong đó với ns=100÷200 hệ số được xác định theo công thức sau :
2
1
2 1
2
2
.(sin .sin )
2
R
R
= + (2.33)
Thay các giá trị 1 2
,
và các bán kính R1=D1/2, R2=D2/2 vào công thức (2.33) ta
xác đinh được hệ số :
2
0,075
. sin25 ( ) .sin25 0,79
2 0,175
o o
= + =
Thay giá trị này vào phương trình (1-36) ta xác định được hệ số :
2 2
1
2
1 0,79 1
2. . 2. . 0,28
0,075
7
1 ( ) 1 ( )
0,175
p
R
Z
R
= = =
− −
Thay giá trị của p vào công thức (1-35) ta có :
2
(1 ). (1 0,28).34,78 45,52( )
lt lt
H p H mH O
= + = + =
Vận tốc theo khi ra khỏi bánh công tác được xác định theo công thức :
'
2 2 2
. 1,05.3,62 3,8(m/ s)
m m
V K V
= = =
2
2 2
2
2 2
( ) .H
2.tan 2.tan
m m
lt
V V
U g
= + +
Thay số : 2
2
3,8 3,8
( ) 9,81.45,52 25,6( / )
2.tan 25 2.tan 25
o o
U m s
= + + =
Từ công thức :
*
*
2 2
2 2
. . 60. 60.25,6
0.334( )
60 . .1465
D n U
U D m
n
= = = =
Sai số
*
2 2
2
2
0,334 0,35
0,0457
0,35
D D
D
D
− −
= = =
Như vậy sai số trên nằm trong khoảng
0,03 0,05
có thể chấp nhận được
D1 150 mm Dtr 45 mm
D2 350 mm 𝛽1 25o
B1 47 mm 𝛽2 25o
B2 22 mm 𝛿1 4 mm
21. 21
https://monhoc.vn/
dmo 55 mm 𝛿2 3 mm
Z 7 Hlt 34.8 m
Qlt 0.876 m3
/s Hlt 45.8 m
Bảng 2.1 Các kính thước cơ bản tại cửa vào và cửa ra và thông số của bánh công
tác
Chương 3: THIẾT KẾ CÁNH BÁNH CÔNG TÁC
3.1 Xây dựng tiết diện kinh tuyến bánh công tác sơ bộ
Ta sử dụng phương pháp xây dựng tiết diện kinh tuyến theo sự biến thiên diên tích.
Giả sử đồ thị biến thiên diện tích: diện tích biến đổi từ Fo đến F2 theo hình vẽ ở
đoạn đầu thì tăng chậm ,sau đó tăng dần lên ở đoạn ra theo đường phân giác F2N.
Hình 3.1 Đồ thị biến thiên diện tích từ mép vào đến mép ra
Diện tích các tiết diện: 2
i i i
f rb
= (3.1)
Vận tốc kinh tuyến các tiết diện: '
2
lt lt
mi
i i i
Q Q
V
rb f
= = (3.2)
Với giả thiết sự biến thiên diện tích các thiết diện như hình trên thì ta xác định được
bề rộng lối ra bánh công tác bi và vận tốc kinh tuyến '
mi
V tại 11 tiết diện với bán
kính tăng đều. Kết quả cho trong bảng 3.1:
Fi
M
N
Fo
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
R2
R1 ri
22. 22
https://monhoc.vn/
Bảng 3.1 Bảng tính sự thay đổi của vận tốc kinh tuyến
Tiết diện
0 (Lối vào) 75 3.94 47 22144.1
1 85 3.926 41.8 22319.9
2 95 3.892 37.7 22499
3 105 3.858 34.4 22690.6
4 115 3.824 31.7 22901
5 125 3.79 29.4 23086.4
6 135 3.756 27.5 23321.9
7 145 3.722 25.8 23501
8 155 3.688 24.4 23758.5
9 165 3.654 23.1 23943.8
10 (Lối ra) 175 3.62 22 24185.7
Đồ thị biến thiên vận tôc kinh tuyến bánh công tác như hình dưới, ta thấy sự biến
thiên vận tốc theo quy luật tuyến tính giảm dẫn từ mép vào đến mép ra:
Hình 3.2 Quy luật biến thiên vận tốc
3
3,2
3,4
3,6
3,8
4
4,2
75 95 115 135 155 175 195
V'm
ri
Quy luật biến thiên vận tốc
𝑟𝑖(mm) 𝑉𝑚𝑖
′
(m/s) 𝑏𝑖 (𝑚𝑚) 𝐹𝑖 (𝑚𝑚2
)
23. 23
https://monhoc.vn/
Ta dựng được tiết diện kinh tuyến:
Hình 3.3 Tiết diện kinh tuyến
3.2 Thiết kế biên dạng cánh bánh công tác
3.2.1 Xây dựng đường dòng đẳng tốc trong buồng dẫn dòng của bơm ly tâm
3.2.1.1 Chia đường dòng ở cửa vào và cửa ra
- Ở cửa vào: Đường dẫn dòng bơm ly tâm cánh cong không gian được xây dựng là
đường đẳng tốc. Buồng dẫn dòng được chia thành bốn dòng thành phần giới hạn bởi
các mặt dòng a-a, b-b, c-c, d-d, e-e. Ở cửa vào các tiết diện này phải có tọa độ thảo
mãn:
2 2 2 2 2 2 2 2
a b b c c d d e
D D D D D D D D
− = − = − = −
Trong đó: Da=Do ,De=dmo
Ta có diện tích vành khan lưu lượng đi qua khi chia các mặt dòng:
2 2 2 2
2
( ) (180 55 )
23071,07( )
4 4
o mo
i
D d
S mm
− −
= = =
Đường kính các đường dòng được xác định theo công thức tính toán:
2
1
i i
S
D D
− = −
R
o
R
1
R
mo
R
2
b2=22
b1=47
24. 24
https://monhoc.vn/
Kết quả tính toán ta thu được đường kính đường dòng tại cửa vào:
Da=Do=180 mm;
Db = 158,3 mm;
Dc = 133,1 mm;
Dd = 101,8 mm;
De = dmo = 55 mm ;
Ở cửa ra các đường dòng có : D=D2 = 350 mm
3.2.1.2 Vẽ sơ bộ các đường dòng a-a, b-b, c-c, d-d, e-e.
Để xây dựng đường dòng của đẳng tốc trong buồng dẫn dòng của bơm, trước
tiên ta vẽ sơ bộ các đường dòng a-a, b-b, c-c, d-d, e-e, sau đó vẽ sơ bộ các đường
vuông góc với các đường dòng kể trên, đó là các đường 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. Các
đường này chính là các đường đẳng tốc trong buồng dẫn dòng của bơm
Hình 3.4 Chia đường dòng sơ bộ
3.2.1.3 Tính toán hiệu chỉnh các đường dòng đẳng tốc và tính vận tốc kinh tuyến
của các đường dòng
Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi trong thiết kế bơm và quạt ly tâm
cánh không gian vì phương pháp này đơn giản, dễ thực hiện khi tính toán, hiệu
chỉnh, cho hiệu suất cao. Mặc dù phương pháp này không có cơ sở lí thuyết toán
học chặt chẽ do bỏ qua các lưu lượng xoáy mà coi các đường vuông góc với các
đường dòng có vận tốc V=const là đường đẳng tốc.
1 2
3
4
5
6
7
8
9 9'
8'
7'
6'
5'
4'
3'
2'
1'
a
b
c
d
e
a b c d e
R
o
=90
R
mo
=27.5
R
2
=175
25. 25
https://monhoc.vn/
Trong đường đẳng tốc, vận tốc kinh tuyến Vm dọc theo đường vuông góc với
các đường dòng không đổi Vm=const. Lưu lượng qua các ống dòng giữu hai đường
dòng khác nhau là không đổi:
1 1 2 2
2 . . . 2 . . . 2 . . .
m m i i m
Q r V r V r V
= = = =const
Với diện tích vành khan giữa hai đường dòng liên tiếp là không đổi:
1 1 2 2
. . ... .
i i
r r r
= = = =const
Phương pháp tính toán: Sử dung phương pháp gần đúng liên tiếp
Chia sơ bộ các đừng dòng cho toàn bộ phần dẫn dòng trên lối vào và lối ra của bánh
công tác.
Chọn số đường dòng: i=5.
Số phần dẫn dòng: n=4.
Lưu lượng chảy qua một phần dẫn dòng là Q
0,0876
0,0219
4
tb
Q
Q
n
= = = (m3
/s)
Chọn tỉ lệ xích hình vẽ là 1:1.
Chia đường dòng theo phương pháp đẳng tốc, kẻ các đường đẳng tốc vuông góc
với các đường dòng (8 đường). Kiểm tra sao cho .
itb i
r
=const.
Nếu tích này sai khác với ( . )
itb tb
r
trong khoảng từ 3-5% thì coi như đảm bảo
độ chính xác cần thiết. Nếu không thỏa mãn thì phải tính lại. Việc xây dựng đường
dòng được thực hiện trên hình vẽ và lập theo các bảng sau:
Bảng 3.2 Xây dựng đường đẳng tốc số 1:
Đường
dòng
mm mm mm % m/s
a-a 90 10.35
3.938
84.85 878.20 7.15 0.808
b-b 79.7 12.19
73.63 897.55 12.20 1.378
c-c 67.56 14.52
60.39 876.86 8.49 0.959
d-d 53.22 20.6
43.15 888.79 3.44 0.388
e-e 33.07
Trung
bình
65.50 57.66 885.35
𝑅𝑖 𝑅𝑖𝑡𝑏 ∆𝛿𝑖 𝑅𝑖𝑡𝑏. ∆𝛿𝑖 ∆(𝑅𝑖𝑡𝑏. ∆𝛿𝑖) ∆(𝛿𝑖) 𝑉
𝑚
𝑚𝑚2
𝑚𝑚2
26. 26
https://monhoc.vn/
Bảng 3.3: Xây dựng đường đẳng tốc số 2:
Đường
dòng
mm mm mm % m/s
a-a 91.72 10.08
3.935
86.98 876.76 9.24 1.043
b-b 82.24 11.86
76.79 910.67 24.67 2.784
c-c 71.33 12.9
65.68 847.27 38.73 4.371
d-d 60.03 16.9
53.81 909.30 23.30 2.630
e-e 47.58
Trung
bình
70.81 51.74 886.00
Bảng 3.4: Xây dựng đường đẳng tốc số 3:
Đường
dòng
mm mm mm % m/s
a-a 96.07 9.37
3.910
92.59 867.57 23.96 2.688
b-b 89.11 10.64
85.64 911.21 19.68 2.207
c-c 82.17 10.95
79.35 868.88 22.65 2.540
d-d 76.53 12.42
73.95 918.46 26.93 3.021
e-e 71.37
Trung
bình
82.88 891.53
Bảng 3.5: Xây dựng đường đẳng tốc số 4:
𝑅𝑖 𝑅𝑖𝑡𝑏 ∆𝛿𝑖 𝑅𝑖𝑡𝑏. ∆𝛿𝑖 ∆(𝑅𝑖𝑡𝑏. ∆𝛿𝑖) ∆(𝛿𝑖) 𝑉
𝑚
𝑚𝑚2
𝑚𝑚2
𝑅𝑖 𝑅𝑖𝑡𝑏 ∆𝛿𝑖 𝑅𝑖𝑡𝑏. ∆𝛿𝑖 ∆(𝑅𝑖𝑡𝑏. ∆𝛿𝑖) ∆(𝛿𝑖) 𝑉
𝑚
𝑚𝑚2
𝑚𝑚2
27. 27
https://monhoc.vn/
Đường
dòng
mm mm mm % m/s
a-a 108.92 8.24
3.816
107.68 887.28 26.30 2.879
b-b 106.44 8.47
105.30 891.89 21.69 2.375
c-c 104.16 8.98
103.29 927.50 13.91 1.523
d-d 102.41 9.31
101.79 947.66 34.08 3.730
e-e 101.17
Trung
bình
104.51 913.58
Bảng 3.6: Xây dựng đường đẳng tốc số 5:
Đường
dòng
mm mm mm % m/s
a-a 124.59 7.28
3.754
123.70 900.54 28.06 3.385
b-b 122.81 7.48
122.15 913.64 14.95 0.042
c-c 121.48 7.78
121.20 942.90 14.30 1.221
d-d 120.91 7.93
120.72 957.31 28.71 2.122
e-e 120.53
Trung
bình
121.94 928.60
Bảng 3.7: Xây dựng đường đẳng tốc số 6:
Đường
dòng
𝑅𝑖 𝑅𝑖𝑡𝑏 ∆𝛿𝑖 𝑅𝑖𝑡𝑏. ∆𝛿𝑖 ∆(𝑅𝑖𝑡𝑏. ∆𝛿𝑖) ∆(𝛿𝑖) 𝑉
𝑚
𝑚𝑚2
𝑚𝑚2
𝑅𝑖 𝑅𝑖𝑡𝑏 ∆𝛿𝑖 𝑅𝑖𝑡𝑏. ∆𝛿𝑖 ∆(𝑅𝑖𝑡𝑏. ∆𝛿𝑖) ∆(𝛿𝑖) 𝑉
𝑚
𝑚𝑚2
𝑚𝑚2
𝑅𝑖 𝑅𝑖𝑡𝑏 ∆𝛿𝑖
𝑅𝑖𝑡𝑏. ∆𝛿𝑖 ∆(𝑅𝑖𝑡𝑏. ∆𝛿𝑖) ∆(𝛿𝑖) 𝑉
𝑚
𝑚𝑚2
𝑚𝑚2
28. 28
https://monhoc.vn/
mm mm mm % m/s
a-a 139.46 6.6
3.711
138.90 916.71 22.78 2.425
b-b 138.33 6.61
137.84 911.09 28.40 3.023
c-c 137.34 6.92
137.03 948.21 8.73 0.929
d-d 136.71 7.19
136.57 981.94 42.45 4.519
e-e 136.43
Trung
bình
137.58 939.49
Bảng 3.8: Xây dung đường đẳng tốc số 7:
Đường
dòng
mm mm mm % m/s
a-a 155.94 6.05
3.675
155.40 940.17 8.38 0.883
b-b 154.86 6.09
154.39 940.24 8.31 0.876
c-c 153.92 6.12
153.69 940.55 8.00 0.843
d-d 153.45 6.35
153.27 973.23 24.69 2.602
e-e 153.08
Trung
bình
154.19 948.55
Bảng 3.9: Xây dựng đường đẳng tốc số 8:
Đường
dòng
mm mm mm % m/s
a-a 167.87 5.73
167.47 959.60 2.66 0.278
b-b 167.07 5.71
166.75 952.11 4.83 0.504
𝑅𝑖 𝑅𝑖𝑡𝑏 ∆𝛿𝑖 𝑅𝑖𝑡𝑏. ∆𝛿𝑖 ∆(𝑅𝑖𝑡𝑏. ∆𝛿𝑖) ∆(𝛿𝑖) 𝑉
𝑚
𝑚𝑚2
𝑚𝑚2
𝑅𝑖 𝑅𝑖𝑡𝑏 ∆𝛿𝑖 𝑅𝑖𝑡𝑏. ∆𝛿𝑖 ∆(𝑅𝑖𝑡𝑏. ∆𝛿𝑖) ∆(𝛿𝑖) 𝑉
𝑚
𝑚𝑚2
𝑚𝑚2
29. 29
https://monhoc.vn/
c-c 166.42 5.77
3.643
166.22 959.09 2.15 0.225
d-d 166.02 5.77
165.85 956.95 0.01 0.001
e-e 165.68
Trung
bình
166.57 956.94
Hình 3.5 Tiết diện kinh tuyến sau khi hiệu chỉnh
3.2.2 Xây dựng biên dạng cánh bằng phương pháp biến hình bảo giác
3.2.2.1 Xây dựng lưới biến hình bảo giác
Trên cơ sở các mặt dòng đã được xác định ta tiến hành xây dựng biên dạng
cánh trên các mặt dòng với giả thiết bỏ qua ảnh hưởng giữa các mặt dòng. Phương
pháp biến hình bảo giác sử dụng trong thiết kế cánh là ánh xạ các mặt dòng tròn
xoay về mặt đơn giản hơn nư mặt nón hay mặt trụ. Phép biến hình bảo giác bảo toàn
góc và tỷ lệ kích thước khi thực hiện phép ánh xạ xuôi và ánh xạ ngược. Trong đồ
án này ta chọn mặt ánh xạ là mặt trụ.
Trình tự tiến hành như sau:
1 2
3
4
5
6
7
8
9 9'
8'
7'
6'
5'
4'
3'
2'
1'
a
b
c
d
e
a b c d e
D
o
=180
D
1
=150
D
mo
=55
D
2
=350
30. 30
https://monhoc.vn/
1- Chọn 10o
=
2- Chọn bánh kính R của trụ biến hình bảo giác, R=R2 = 175mm
3- Tính . 175.10. /180 30,54
S R mm
= = =
4- Chọn / 1/10 .R (1/10).175 17,5
C L R L C mm
= = = = = .
Lưới trên mặt trụ có S
và L
không đổi. Các đoạn l
trên mặt dòng ứng với
L
trên lưới mặt trụ được xác định dực vào quan hệ:
,
k
TB k
l L
r R
= hay ,
.
k TB k
L
l r
R
=
Từ đó ta tiến hành xây dựng lưới biến hành bảo giác trải phẳng với các kết quả đã
tính toán ở trên.
Từ đó ta đưa ra bảng ΔL cho từng đường dòng:
Bảng 3.10 ΔL đường dòng a-a
Đường dòng a-a
Rtb Δl ΔL ΣΔL
98.220 12.22 21.77
117.63
108.555 12.30 19.83
120.415 12.66 18.40
132.720 12.69 16.73
144.955 12.26 14.80
157.030 12.22 13.62
169.035 12.05 12.48
Bảng 3.11 ΔL đường dòng b-b
Đường dòng b-b
Rtb Δl ΔL ΣΔL
92.335 17.43 33.03
134.49
105.850 14.20 23.48
118.960 12.87 18.93
131.580 12.78 17.00
144.015 12.41 15.08
156.275 12.34 13.82
168.700 12.68 13.15
Bảng 3.12 ΔL đường dòng c-c
32. 32
https://monhoc.vn/
Hình 3.6: Đồ thị quan hệ ΔL=f(Δl)
3.2.2.2 Xác định biên dạng cánh trên lưới biến hình
a) Xác định vị trí mép vào
Xác định góc đặt cánh lối vào 1,i
ứng với các mặt dòng i
s đã chia. Việc xác định
các góc 1,i
được tiến hành như sau:
1 1
1,0,
1
.
tan i m i
i
i
K v
u
=
Trong đó: 1i
K là hệ số chèn dòng ở lối vào ứng với các đường dòng K1= 1.15
1i
u là vận tốc vòng tại cửa vào ứng với đường dòng thứ i
Vận tốc vòng ở lối vào của bơm tại các tiết diện k-k:
1
1
30
k
k
R
u n
=
Vận tốc kinh tuyến 1mi
v được xác định theo quy luật chọn trước khi chia
đường dòng đẳng tốc phụ thuộc vào vị trí mép vào.
Góc đặt cánh lối vào trong thiết kế được xác định theo công thức kể đến ảnh hưởng
của hiệu ứng co hẹp dòng chảy ở lối vào:
1 1,0 1
= + với 1 (2 10 )
o o
=
Như vậy ta có 1, 1,0, 1,
i i i
= +
L (mm)
l (mm)
e-e
d-d
c-c
b-b
a-a
33. 33
https://monhoc.vn/
Với bơm có s
n cao, các góc 1,i
được chọn sao cho đảm bảo được tỷ số
1,
1,0,
tan
const
tan
i
i
= và được biến đổi đề từ trong ra ngoài với giá trị lớn ở đường dòng
trong và giá trị nhỏ ở đường dòng ngoài.
Giá trị tính toán được cho trong bảng sau:
Bảng 3.15 Tính góc vào cho từng đường dòng:
Tính góc vào cho từng đường dòng
Mép vào trên các
đường dòng R1 Cm1 u1 tanβ1,0 β1,0 δβ1,0 β1
mm m/s m/s độ độ độ
a-a' 93.4 3.935 14.326 0.316 17.53 5.97 23.5
b-b' 85.61 3.935 13.131 0.345 19.02 6.48 25.5
c-c' 76.74 3.935 11.771 0.384 21.03 6.47 27.5
d-d' 68.33 3.935 10.481 0.432 23.36 5.94 29.3
e-e' 60.33 3.935 9.254 0.489 26.06 4.59 30.65
+ xác định góc đặt cánh lối ra β2:
Góc ra được xác định nhờ công thức:
Cotgβ2 =
𝑢2
2− (1+𝑝)𝑔𝐻𝑇
𝐾2𝑢2𝑣′𝑚2
Trong đó :
u2 là vận tốc lối ra 𝑢2 = 26.83(𝑚/𝑠)
K2 là hệ số chèn dòng ở lối ra
v’m2 là vận tốc kinh tuyến tại lối ra v’m2 = 3.62 (m/s)
p là Hệ số cột áp, kể đến ảnh hưởng của số cánh dẫn hữu hạn lấy p là: 0,28
Thay các giá trị vào biểu thức trên ta được β2 = 20,41o
Chọn góc ôm cho từng đường dòng căn cứ vào bảng 5.5(Tài liệu Bơm quạt cánh
dẫn –GS Lê Danh Liên).
Bảng3.16 Chọn góc ôm cho từng đường dòng:
Đường dòng a-a b-b c-c d-d e-e
Góc ôm θ 93 98.5 104 109.5 115
Việc xây dựng cánh trên lưới biến hình được thể hiện trong hình sau:
34. 34
https://monhoc.vn/
Hình 3.7: Xây dựng cánh trên lưới biến hình bảo giác
Việc xây dựng đường nhân profil được thể hiện tiến hành như sau : Trên hai
tia cắt nhau trên lưới biến hình bảo giác, chia thành các đoạn thẳng bằng nhau và
nối chéo liên tiếp. Đường cong tiếp tuyến với các đoạn thẳng đó tạo nên đường
nhân profil. Việc xây dựng được minh họa như sau :
Hình 3.8: Xây dựng đường nhân profil
Kết quả xây dựng đường nhân lưới biến hình:
23,50°
25,50°
27,50°
2
9
,3
°
30,65°
20,50°
L=17,5
S=30,54
II
35. 35
https://monhoc.vn/
Hình 3.9: Xây dựng đường nhân profil trên lưới biến hình bảo giác
3.2.2.3 Xây dựng biên dạng cánh trên hình chiếu mặt cắt ngang
Từ đường nhân trên lưới biến hình bảo giác ta biến về mặt cắt ngang như
sau: ta thấy giao điểm của các đường nhân trên lưới biến hình bảo giác cắt các
đường ΔS: I,II,III,IV....,XII các đường này tương ứng với các đường trên hình chiếu
mặt cắt ngang. Từ các giao điểm này giựa vào đồ thị ΔL = f(Δl) mà ta đã xây dựng,
ta xác định được các điểm này trên tiết diện kinh tuyến ( hình 2.5 ). Từ đó xác định
được khoảng cách từ các điểm này đến tâm quay ( tâm bánh công tác ), các đoạn
này là các bán kính trên tiết diện ngang. Trên tiết diện ngang ta vẽ các đường tròn
có các bán kính tương tự, các đường tròn này cắt các đường I,II,III,...,X tương ứng
ta được giao điển của các đường nhân với cái đường I,II,III,....,X trên mặt cắt
ngang. Nối các đường này lại ta được đường nhân trên hình chiếu mặt cắt ngang.
Hình 3.10 : Xây dựng đường nhân profil trên hình chiếu mặt cắt ngang
II
36. 36
https://monhoc.vn/
3.2.2.6 Đắp độ dày cho profin cánh bánh công tắc
Khi đắp độ dày cho profin cánh ta cần quan tâm đến khả năng gia công của
phương pháp chế tạo. Độ dày của cánh phải nằm trong khả năng gia công, cánh sau
gia công không bị gẫy do quá mỏng,cũng không được quá dày vì điều này ảnh
hưởng trực tiếp đến hiệu suất của bánh công tác,vì trên thực tế khi đắp độ dày cho
cánh thì tiết diện vào của máng cánh bị co hẹp lại gây ra tổn thất của dòng chảy cà
làm giảm hiệu suất của bánh công tác.
Bánh công tác trên với kích thước khá nhỏ,được chế tạo bằng phương pháp
đúc vì vậy để dễ chế tạo ta tiến hành đắp độ dày cho từng đường nhân profin theo
profin có tính khí động tốt. Quy luật đắp độ dày được thể hiện qua hình sau:
Hình 3.11: Quy luật đắp độ dày
Kết quả đắp độ dày trên mặt biến hình bảo giác thể hiện như hình sau:
Hình 3.12: Đắp độ dày cho đường nhân a-a
ri (mm)
i (mm)
Ðý?ng nhân a-a
39. 39
https://monhoc.vn/
Hình 3.16: Đắp độ dày cho đường nhân e-e
Hình3.17: Hình chiếu bằng các đường nhân sau khi đã đắp độ dày
Chương 4 Thiết kế phần dẫn dòng ra kiểu buồng xoắn
4.1 Vai trò của bộ phận dẫn dòng
Đối với bơm cánh dẫn nói chung, chi tiết thủy lực quan trọng nhất giữ chức
năng thực hiện việc trao đổi năng lượng của máy là bánh công tác. Hai bộ phận tiếp
giáp trước và sau bánh công tác là dẫn dòng vào và ra. Hai chi tiết này không trực
tiếp tham gia trao đổi năng lượng, nhưng chúng giữ vai trò tạo điều kiện cho bánh
công tác thực hiện có hiệu quả việc trao đổi năng lượng. Nếu các bộ phận dẫn dòng
không được tính toán thiết kế hợp lý sẽ ảnh hưởng tới hiệu suất của việc trao đổi
năng lượng.
Bộ phận dẫn dòng ra làm nhiệm vụ dẫn chất lỏng từ bánh công tác ra ống
đẩy, nó phải đảm bảo được các yêu cầu cơ bản sau :
- Đảm bảo dòng đối xứng trục sau khi ra khỏi bánh công tác tạo điều kiện thuận lợi
cho chuyển động ổn định của dòng trong bánh công tác.
II
III
IV
V
VI
VII
VIII X
XI
XII
IX
a-a
b-b
c-c
d-d
e-e
40. 40
https://monhoc.vn/
- Giảm động năng của dòng ra khỏi bánh công tác để giảm tổn thất năng lượng của
dòng trong đường ống đẩy. Kinh nghiệm cho thấy khoảng 25% động năng biến đổi
thành áp năng trong khu vực này là phù hợp.
Hiện nay người ta thường dùng hai loại buồng dẫn đó là buồng dẫn kiểu ống
xoắn (gọi là buồng xoắn) và buồng dẫn kiểu cánh. Trong đồ án này em thiết kế kiểu
buồng dẫn ra kiểu xoắn, loại có một ống xoắn (kiểu buồng xoắn đơn).
Tõ yªu cÇu thùc tÕ còng nh- lÝ thuyÕt vµ vai trß cña buång xo¾n ng-êi ta ®-a
ra hai ph-¬ng ph¸p thiÕt kÕ buång xo¾n ®ã lµ:
- Dßng ch¶y trong r·nh xo¾n lµ ®èi xøng trôc hay Cu.R = const víi gi¶ thiÕt chÊt láng
c«ng t¸c lµ lÝ t-ëng.
- XuÊt ph¸t tõ gi¸ trÞ trung b×nh vËn tèc C3 cña dßng chÊt láng cña tÊt c¶ c¸c thiÕt diÖn
buång xo¾n lµ h»ng sè.
Khi Êy thiÕt diÖn buång xo¾n cã rÊt nhiÒu d¹ng kh¸c nhau nh-: hình thang,
trßn, vu«ng. Trong đồ án ta sẽ thiết kế dạng buồng xoắn hình tròn với quy luật cvr =
const.
4.2 Tính toán thiết kế buồng xoắn theo quy luật cvr = const
Các thông số đầu vào để tính toán buồng xoắn được lấy từ bánh công tác sau
khi đã tính toán :
D2 = 350 (mm) b2 = 22 (mm )
Tính toán bắt đầu từ việc chọn đường kính D3 và chiều rộng b3 của buồng
xoắn,trong đó D3 thường được chọn như sau :
D3 = (1,03 ÷ 1,05).D2
Vậy ta có : D3 = (1,03 ÷1,05)350 = (360,5 ÷ 367,5) ta chọn D3 = 366 (mm)
Chiều rộng buồng xoắn được chọn như sau :
b3 = b2 + (0,02 ÷ 0,05).D2 = 22 + (0,02 ÷ 0,05)350 = (29 ÷ 37,5) (mm)
Ta chọn b3 = 35 (mm)
Góc ôm buồng xoắn bx
được lấy theo bảng sau :
Bảng 4.1 Góc bao buồng xoắn bx
phụ thuộc vào ns :
ns (v/ph) 60 90 130 190 280
bx
360o
350o
340o
330o
320o
Với ns = 112,6 (v/ph) theo bảng trên ta chọn 344o
bx
=
Ta có :
41. 41
https://monhoc.vn/
2. .
153.4( / )
60
n
rad s
= =
2
. 9.81 34.8
2.22( / )
2 153.4
dn
g H
m s
= = =
Lưu lượng qua một phân tố diện tích dA=b.dr được tính :
. .
2
u
b
dQ b dr c dr
r
= =
Lưu lượng qua tiết diện ngang được xác định qua tích phân :
3
2
R
i
R
b
Q dr
r
=
Trong đó:
𝑄𝜑𝑖là lưu lượng tại các tiết diện tương ứng
𝜑𝑖 là các góc tương ứng với từng tiết diện
b là bề rộng buồng xoán tại tiết diện tương ứng
r là bán kính cong tại tiết diện
Nếu đặt i
i
i
b
B
r
= , từ công thức tích phân trên ta có thể viết:
1
2 2
i i
i i i
B B
Q Q r
+
+
= =
Lưu lượng tổng được xách định:
1
1 1
2 2
n
i i
i i
i i
B B
Q Q r
+
= =
+
= =
42. 42
https://monhoc.vn/
Hình 4.1 Minh họa cho lý thuyết tính toán buồng xoắn
Từ kết quả tính toán ta thực hiện được bảng tính. Theo kết quả tính toán ta xây dựng
được đồ thị Q=f1(R).
Diện tích F của tiết diện tính toán được xác định bởi đồ thị Q=f1(R) và b=f2 (R)
Bảng 4.2. Tính toán xây dựng tiết diện buồng xoắn:
S
T
T
(mm)
bi
(mm) Bi=bi/r
i
Δri
(m)
ΔQ
1 183 35 0.1913 0.005
2 188 35 0.1862 0.005 0.1887 0.00209 0.00209
3 193 38.25 0.1982 0.005 0.1922 0.00213 0.00423
4 198 41.5 0.2096 0.005 0.2039 0.00226 0.00649
5 203 44.75 0.2204 0.005 0.2150 0.00239 0.00888
6 208 48 0.2308 0.005 0.2256 0.00250 0.01138
7 213 51.25 0.2406 0.005 0.2357 0.00262 0.01400
8 218 54.5 0.2500 0.005 0.2453 0.00272 0.01672
9 223 57.74 0.2589 0.005 0.2545 0.00282 0.01955
10 228 60.99 0.2675 0.005 0.2632 0.00292 0.02247
11 233 64.24 0.2757 0.005 0.2716 0.00301 0.02548
12 238 67.49 0.2836 0.005 0.2796 0.00310 0.02859
13 243 70.74 0.2911 0.005 0.2873 0.00319 0.03178
14 248 73.99 0.2983 0.005 0.2947 0.00327 0.03505
15 253 77.24 0.3053 0.005 0.3018 0.00335 0.03840
16 258 80.49 0.3120 0.005 0.3086 0.00343 0.04182
17 263 83.74 0.3184 0.005 0.3152 0.00350 0.04532
18 268 86.99 0.3246 0.005 0.3215 0.00357 0.04889
𝑟𝑖
𝐵𝑖 + 𝐵𝑖 + 1
2 (𝑚3
/𝑠)
Qi
= ∑ ∆Q
i=n
i=1
43. 43
https://monhoc.vn/
19 273 90.24 0.3305 0.005 0.3276 0.00364 0.05253
20 278 93.49 0.3363 0.005 0.3334 0.00370 0.05623
21 283 96.73 0.3418 0.005 0.3390 0.00376 0.05999
22 288 99.98 0.3472 0.005 0.3445 0.00382 0.06381
23 293 103.23 0.3523 0.005 0.3497 0.00388 0.06770
24 298 106.48 0.3573 0.005 0.3548 0.00394 0.07164
25 303 109.73 0.3621 0.005 0.3597 0.00399 0.07563
26 308 112.98 0.3668 0.005 0.3645 0.00405 0.07967
27 313 116.23 0.3713 0.005 0.3691 0.00410 0.08377
28 318 119.48 0.3757 0.005 0.3735 0.00415 0.08792
Diện tích .
i i
F b R
=
tương ứng lưu lượng của buồng xoắn Qbx. Lưu lượng qua
các tiết diện trung gian và do diện tích các tiết diện tỷ lệ với góc bao i
:
i
i bx
s
Q Q
=
i
i
s
F F
=
Để tính các tiết diện trung gian chia lưu lượng Qbx thành 8 phần bằng nhau. Dựa
vào đồ thị Q=f1 (R) và biểu đồ b=f2 (R) ta xác định được bán kính Ri do đó dựa theo
diện tích Fi tương ứng. Buồng xoắn được tính toán cho 8 tiết diện cách nhau 43o
.
Góc nhọn của các tiết diện được vê tròn sao cho thỏa mãn điều kiện:
y
x
x y
F
F
R R
=
Tức phần diện tích bù them vào bằng phần diện tích cắt đi đề tránh xuất hiện
khoảng trống có hại.
Tại góc 𝜑0
= 0 thì 𝑄𝑖 = 0, 𝜌 = 0 và R = Δr + r3 . ta xét đến phần lưỡi gà tại tiết diện
0, Δr = (2 ÷ 3) (mm) lấy Δr = 3 (mm).
Bắt đầu sau tiết diện 𝑄344𝑜 là phần ống loe có tiết diện biến đổi từ tiết diện tính toán
đến tiết diện cuối cùng (nối với ống đẩy). Các tiết diện chuyển tiếp phải có diện tích
bằng diện tích hình tròn tương đương ứng với độ loe tính toán. Góc loe cũng như
chiều dài ống loe được tính toán sao cho đảm bảo các điều kiện sau:
- Vận tốc trung bình ở cửa ra ống loe : vloe = (2 ÷ 6) m/s
- Góc loe phải đảm bảo hợp lý, không gây nên tách thành, thông thường
αloe = 5o
÷ 12o
. Trường hợp ống loe cong có thể lấy lên 16o
.
Để tính toán ống loe, cần đưa ống loe về dạng ống loe nón tương đương. Đường
kính lớn của ống loe bằng bằng đường kính ống đẩy Dra , còn đường kính nhỏ bằng
đường kính tương đương Dtđ xác định từ diện tích lớn nhất của buồng xoắn A344o :
44. 44
https://monhoc.vn/
Dtđ = √
4𝐴344𝑜
𝜋
Nếu gọi L là chiều dài ống loe và chiều dài ống loe được xác định :
αloe = arctg
𝐷𝑟𝑎− 𝐷𝑡đ
2𝐿
Chiều dài ống loe L được xác định theo điều kiện động học, nhưng cũng phải kết
hợp với ống loe sao cho đảm bảo về kích thước cân đối về kích thước tổng thể của
vỏ bơm. Ống loe có thể có kết cấu là ống thẳng đối xứng, có thể là ống cong, có thể
là được bố trí nghiêng hoặc ống không đối xứng. ở đây để phù hợp với kết cấu của
bơm tia,phần ống loe sẽ được uốn cong .
Chọn vận tốc trung bình lối ra ống loe vloe = 4 ( m/s ) ta xác định được đường kính ở
lối ra của ống loe :
Dra = √
4𝑄
𝜋𝑣𝑙𝑜𝑒
= √
4×0,0876
𝜋×4
= 0,167( m ) = 167 ( mm )
Đường kính ống ra khỏi buồng xoắn được chọn trong dải tiêu chuẩn. Căn cứ vào tài
liệu trong giáo trình Lý thuyết cánh của PGS. TS Hoàng Thị Bích Ngọc ta chọn
Dra = 200 (mm)
Đường kính tương đương xác định từ mặt cắt 𝜃0
= 344 của buồng xoắn : Dtd =
105.16 (mm)
Chọn chiều dài L là L = 294 (mm)
Vậy ta có góc loe là :
𝛼𝑙𝑜𝑒 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔
200 − 138.16
2 × 238
= 60
Sau khi đã tính toán xong, ta tiến hành xây dựng (vẽ) đường cong ngoài của
buồng xoắn như sau. Trước tiên ta dựng các tia cách nhau 430
. Trên các tia này ta
xác định các điểm từ 0 đến VIII là các Ri tương ứng tưng tiết diện. Đối với cung
tròn đầu tiên ta có thể vẽ một đường tròn bất kỳ đi qua hai điểm 0 và I sao cho nhìn
có độ cong họp lý (có một gọi ý là ta có thể vẽ một đường spline đi qua tám điểm
trên rồi vẽ đường tròn này có độ cong gần với độ cong của đường spline đi qua hai
điểm 0 và I) với cung tròn thứ hai, ta có hai cách vẽ như sau:
1- Nếu ta sử dụng cad để vẽ thì, từ điểm 0 ta vẽ một đường thẳng đi qua tâm
của cung tròn thứ nhất, vẽ trung trực của đoạn thẳng nối hai điểm I và II. Ta được
giao điểm của hai đường này là tâm của cung tròn thứ hai. Cứ như vậy ta vẽ tiếp
cho các cung tròn còn lại.
2- Nếu ta sử dụng phần mền SolidWorks để vẽ thì: ta vẽ một đường tròn bất
kỳ, bắt tạo mỗi quan hệ gắn kết giữa đường tròn này với điểm I và điểm II, sau đó ta
điểu chỉnh bán kính của đường tròn này sao cho tiếp tuyến tại điển I của cung tròn 1
và tiếp tuyến của đường tròn này nằm trên cùng một đường thẳng,tương tự ta vẽ
được các cung tròn khác.
Kết quả tính toán được cụ thể bằng hình vẽ như sau:
45. 45
https://monhoc.vn/
Hình 4.2 Hình vẽ thiết kế buồng xoắn
- Bảng tọa độ các cung tròn tạo lên đường cong buồng xoắn:
Bảng 4.2 Tọa độ các cung tròn trên đường cong buồng xoắn
Cung số
1 2 3 4 5 6 7
Tọa độ
cung
X 17,704 -30,433 -12,514 -4,977 -36,452 41,771 0,789
Y -27,232 -8,567 -32,121 39,575 7,611 3,69 3,69
R 197,7 256,8 230,1 302,2 257,5 335,7 281,1
Kết luận
Thông qua đồ án máy cánh dẫn này em đã có cái nhìn chi tiết về ngành mà mình
đang theo đuổi. Qua đồ án em đã biết vận dụng nhưng kiến thức mà mình đã học
0'
VII
6°
6°
Ø200
D3=366
294
2
3
4
5 6
7
VIII
VI
IV
II
I
0
R
2
8
1
,1
R335,7
R257,5
R
3
0
2
,2
R
2
3
0
,1
R256,8
R197,7
46. 46
https://monhoc.vn/
trên lớp vào để thiết kế một chiếc máy cụ thể, đồng thời em đã biết chọn những hệ
số và công thức kinh nghiệm trong quá trình tính toán để đạt được kết quả tính toán
tối ưu. Trong quá trình làm đồ án giúp em có cơ hội được tìm hiểu những phương
pháp thiết kế các máy chuyên ngành ở ngoài thực tế. Đó là một trải nghiệm rất bổ
ích trong khi còn ngồi trên giảng đường đại học. Nhờ việc làm đồ án giúp em nâng
cao khả năng làm việc nhóm trong quá trình trao đổi với những bạn cùng lớp. Tuy
nhiên do không có điều kiện để chế tạo bơm ly tâm cánh không gian mà em thiết
nên ta cũng không kiểm chứng được hiệu suất, tính kinh tế, tính chống xâm thực
của máy….. Đó cũng là một thiếu sót nên em hy vọng rằng sau này sẽ được chế tạo
chiếc máy mà em thiết kế này.
Trong quá trình làm đồ án em xin chân thành cảm TS. Vũ Văn Trường đã giúp
em hoàn thành đồ án này!
Tài liệu tham khảo:
1. Hoàng Thị Bích Ngọc,máy thủy khí cánh dẫn. Bơm ly tâm và bơm hướng
trục. NXB khoa học & Kỹ thuật, 2012
2. Lê Danh Liên, Bơm, Quạt cánh dẫn. NXB DDaHBK Hà Nội, 2012
3. Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1, 2,
NXB Giáo Dục
4. Ninh Đức Tốn, Dung sai & Lắp ghép, NXB Giáo Dục, 2006