1.1 Khai niem chung va phan loai ver 2.2 (2019.08.01)-Hung.ppt

BƠM, QUẠT, MÁY NÉN
1. KHÁI NIỆM CHUNG VÀ PHÂN LOẠI
ThS. Bùi Thanh Hùng, ThS. Nguyễn Đức Quyền, TS. Bùi Hồng Sơn
Hà Nội, 2019
TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN KH&CN NHIỆT – LẠNH

1.1. Định nghĩa
- Bơm, quạt, máy nén là loại máy dùng để vận chuyển và cung cấp năng
lượng cho dòng chất lỏng (ở thể lỏng và thể khí).
- Bơm, quạt, máy nén là nhóm máy công tác trong các loại máy thuỷ lực.
Nhiệm vụ: biến đổi cơ năng của động cơ thành thế năng, động năng và
nhiệt năng của dòng chất lỏng. Bơm - thể lỏng, Quạt - thể khí.
- Chất lỏng ở thể lỏng, chuyển động qua bơm – không chịu nén.
- Chất lỏng ở thể khí thì chịu nén. Nếu khí chuyển động qua quạt, áp suất
thấp thì nó cũng không chịu nén.
- Nếu chênh áp cao tại đầu vào và ra thì khí chịu nén => máy nén.
Phân loại: Dựa vào cột áp, năng lượng dự trữ máy tạo cho chất lưu
- Quạt là những máy vận chuyển chất khí mà tạo ra cột áp toàn phần
đến 1.500 mm cột nước, tương đương 1.500 kG/m2 hay 14.700 N/m2.
- Máy thổi là loại máy tạo ra cột áp áp 1.500 mm cột nước đến 3.500 mm
cột nước và không kèm theo làm mát khí nhân tạo.

1.1. Định nghĩa (tiếp…)
Phân loại: Dựa vào cột áp, năng lượng dự trữ máy tạo cho chất lưu
- Máy nén là loại máy mà cột áp toàn phần trên 3.500 mm cột nước, có
bậc nén   3,5 và luôn kèm theo làm lạnh nhân tạo bằng không khí
hoặc bằng nước.
Bơm, quạt, máy nén là nhóm máy công tác trong các loại máy thuỷ lực.
Khi đi qua máy công tác, lưu chất thu nhận năng lượng.
Trong quá trình nhận hay cho năng lượng của lưu chất đều tuân theo định
luật Becnuli.
Mô hình hoạt động của máy công tác được thể hiện như hình 1.
Nếu gọi:
P1 , P2 là áp suất của lưu chất tại điểm 1 và 2, N/m2.
C1, C2 là vận tốc của lưu chất tại điểm 1 và 2, m/s.
g - gia tốc trọng trường, m/s2.
 - khối lượng riêng của lưu chất, kg/m3.
H1, H2 là chiều cao tại điểm 1 và 2 so với
mặt thoáng của bể hút, m.
E - tổn thất năng lượng do
chất lỏng chảy trong máy công tác.

1.2. Phân loại
Theo tác dụng, được phân thành 2 loại chủ yếu:
Loại 1: Máy cánh dẫn:
- Bơm quạt 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 và
dòng chất lỏng.
- Năng lượng của dòng chất lỏng trao đổi với máy gồm hai thành phần:
động năng (V2/2.g) và áp năng hay thế năng do cột nước tạo ra (p/)
- Trong quá trình làm việc của máy, hai thành phần trên liên quan mật
thiết lẫn nhau: sự biến đổi động năng bao giờ cũng kèm theo sự biến
đổi áp năng và ngược lại.
- Bơm, quạt cánh dẫn bao gồm các loại bơm,
quạt ly tâm, hướng trục, hướng chéo và bơm
xoáy. Bộ phận làm việc chính của bơm, quạt là
bánh công tác.
- Bánh công tác có chuyển động quay nên còn
gọi là roto. Bánh công tác gồm cả lá cánh
gắn giữa hai đĩa của bánh công tác.

1.2. Phân loại (tiếp…)
Theo tác dụng:
- Dòng chuyển động qua bánh công tác là dòng liên tục, vận tốc và áp
suất của dòng không thay đổi đột ngột. Trong chế độ làm việc ổn định
thì lưu lượng, áp suất là hằng số và không thay đổi theo thời gian.
Loại 2: Máy thể tích:
- Loại này thực hiện việc trao đổi năng lượng với dòng chất lỏng chuyển
động qua máy theo nguyên lý chèn ép chất lỏng trong một thể tích kín,
dưới áp suất thuỷ tĩnh.
- Năng lượng của dòng chất lỏng trao đổi với máy chủ yếu là thành phần
áp năng (cột áp) (p/), còn thành phần động năng không đáng kể.
- Máy thể tích gồm: bơm
pitong, bơm roto, bơm roto pitong...
Bộ phận làm việc chính: pitong hoặc
roto, có chuyển động tịnh tiến, chuyển
động quay hoặc kết hợp tinh tiến và quay.

Theo tác dụng:
Loại 2: Máy thể tích:
- Dòng chất lỏng chuyển động qua, máy nén là dòng không liên tục, lưu
lượng và áp suất thay đổi theo thời gian. Mức độ không đồng đều của
lưu lượng và áp suất phụ thuộc vào kết cấu máy.
Ngoài ra còn một số loại bơm đặt biệt khác không thuộc hai loại trên, làm
việc theo những nguyên lý khác nhau như: bơm phun tia, bơm nước va,
bơm dùng khí nén.
Các loại bơm này có hiệu suất thấp hơn, tính năng kỹ thuật đặc thù, phạm
vi sử dụng trong công nghiệp hạn chế.

Theo dạng chất lỏng vận chuyển: Bơm quạt có các loại
- Bơm vận chuyển nước sạch
- Bơm vận chuyển hỗn hợp nước với chất bột và chất rắn
- Bơm vận chuyển dầu mỏ và các sản phẩm của dầu
- Bơm vận chuyển các dung dịch hoá chất, kim loại lỏng
- Quạt lưu thông khí
- Quạt vận chuyển các loại hạt

1.3. Các thông số làm việc cơ bản
của bơm - quạt – máy nén
1.3.1. Lưu lượng
Là chất lỏng hoặt chất khí mà bơm,
quạt vận chuyển được trong một đơn
vị thời gian.
Lưu lượng đo bằng đơn vị trọng lượng
gọi là lưu lượng trọng lượng, ký hiệu
là G, đơn vị kg/giây, tấn/giờ.
Lưu lượng đo bằng đơn vị thể tích gọi
là lưu lượng thể tích hay lưu lượng
khối, ký hiệu là Q, đơn vị lít/giây,
m3/giây, m3/giờ.
Mối liên hệ giữa G và Q như sau:
G = ro *Q hay Q = G/ro = v.G.
Ro: khối lượng riêng (kg/m3)

1.3. Các thông số làm việc cơ bản của bơm - quạt – máy nén (tiếp…)
1.3.2. Cột áp
Là năng lượng mà bơm, quạt cung cấp cho 1kG chất lỏng khi vận chuyển
qua máy.
Nói cách khác, cột áp là hiệu năng đơn vị của dòng chất lỏng khi vào và
khi ra khỏi máy.
Cột áp được đo bằng đơn vị mét (m) cột chất lỏng. Về góc độ hình học, có
thể xem cột áp như chiều cao dâng của 1kG chất lỏng do có năng lượng
máy cung cấp.
Căn cứ và sơ đồ hình bên, ta xác định được cột áp
của máy đối với năng lượng đơn vị ở tiết diện vào:
Năng lượng đơn vị tại tiết diện ra sẽ là:

1.3.2. Cột áp (tiếp…)
Theo định nghĩa, cột áp lý thuyết bằng:
Khi chất lỏng không bị nén hoặc bị nén ít thì 1= 2 ,  là hệ số phân bố vận
tốc theo tiết diện, khi đó có thể coi , 1= 2 = 1. Công thức trên có thể viết
như sau:
Trong đó
gọi là cột áp động lý thuyết của máy
gọi là cột áp tĩnh lý thuyết của máy

1.3.2. Cột áp (tiếp…)
Đối với chất lỏng không chịu nén (hoặc chất khí bị nén không đáng kể) thì
quan hệ p = .H.
Trong đó: p là áp suất toàn phần máy tạo nên. Đó là năng lượng máy cung
cấp cho 1m3 chất lỏng hoặc chất khí.
Áp suất mà quạt tạo được cho dòng khí được đo bằng mm cột nước,
(tương đương 1 kG/m2 hay 9,81 N/m2.

1.3. Các thông số làm việc cơ bản của bơm quạt (tiếp…)
1.3.3. Công suất và hiệu suất của bơm, quạt
Công suất máy nhận được của động cơ dẫn động để cung cấp năng
lượng cho dòng chất lỏng chuyển động qua nó gọi là công suất tiêu thụ
hay công suất trên trục, ký hiệu là Ntr.
Công suất mà dòng chất lỏng nhận được khi vận chuyển qua máy gọi là
công suất hữu ích, ký hiệu là Nhi hoặc N, được xác định bằng công thức:
Công suất hữu ích thường nhỏ hơn công suất trên trục do có nhiều loại
tổn thất năng lượng sinh ra trong quá trình làm việc của máy.
Các tổn thất này được phân thành 3 loại:
+ Tổn thất thuỷ lực
+ Tổn thất lưu lượng
+ Tổn thất cơ khí

1.3.3. Công suất và hiệu suất của bơm, quạt (tiếp…)
a) Tổn thất thuỷ lực Ntl
Tổn thất này là phần năng lượng tiêu hao để khắc phục các cản trở thuỷ
lực gây nên bởi ma sát của dòng chảy và các cản trở cục bộ khi dòng chất
lỏng chuyển động qua máy.
Ntl = .Q.H, trong đó H là tổn thất cột áp
Tổn thất thuỷ lực được đánh giá bằng hiệu suất thuỷ lực, tính theo công
thức:
Trong đó .Q.Htl=Ntl gọi là công suất thuỷ lực của dòng chất lỏng.
Như vậy cột áp H đặc trưng cho tổn thất thuỷ lực của máy.
Vì vậy hiệu suất thuỷ lực tl còn được ký hiệu bằng H.

b) Tổn thất lưu lượng Nll
Là phần năng lượng tiêu hao do rò rỉ chất lỏng từ vùng có áp suất cao tới
vùng có áp suất thấp của máy hoặc ra ngoài.
Trong đó: Q là lưu lượng rò rỉ của chất lỏng.
Tổn thất lưu lượng được đánh giá bằng hiệu suất lưu lượng ll:
Trong đó .Qlt.Hlt=Nlt gọi là công suất lý thuyết của dòng chất lỏng, bằng
hiệu của công suất trên trục và tổn thất công suất cơ khí.
Như vậy, lưu lượng rò rỉ đặc trưng cho tổn thất lưu lượng trong máy.
Vì vậy hiệu suất lưu lượng ll còn ký hiệu bằng Q.

c) Tổn thất cơ khí Nck
Là phần năng lượng tiêu hao do các loại ma sát trong ổ trục, ổ đệm, ma
sát giữa các bộ phận chuyển động với chất lỏng tĩnh.
Tổn thất cơ khí được đánh giá bằng hiệu suất cơ khí ck:
Công suất trên trục Ntr trừ đi phần tổn thất cơ khí Nck chính là công suất
lý thuyết (.Qlt.Hlt) của dòng chất lỏng. Vì vậy ta có thể viết:

Hiệu suất toàn phần của máy là tỷ số giữa công suất hữu ích mà dòng
chất lỏng nhận được khi chuyển động qua máy với công suất trên trục của
máy. Nó đánh giá hiệu suất sử dụng năng lượng của máy.
Như vậy, hiệu suất toàn phần của máy bơm, quạt bằng tích của hiệu suất
lưu lượng, hiệu suất thuỷ lực và hiệu suất cơ khí.

1.4. Công dụng và lĩnh vực sử dụng của bơm quạt
Bơm quạt có ứng dụng rất rộng rãi trong nền kinh tế quốc dân, trong công
nghiệp, trong nông nghiệp cũng như trong đời sống. Ví dụ:
Mỗi bơm có các thông số làm việc (Q,H) xác định, cụ thể như:
- Bơm pittong được sử dụng trong phạm vi:
Q=1-400m3/h; H=10-10.000 mét cột nước
- Bơm ly tâm được sử dụng trong phạm vi
Q= 1-100.000m3/h; H=1-3.500 mét cột nước.
- Bơm hướng trục có phạm vi sử dụng hẹp hơn
(lưu lượng lớn: Q=100-100.000m3/h,
áp suất nhỏ H=1-20m cột nước).
- Căn cứ vào biểu đồ phạm vi sử dụng,
và các thông số làm việc Q, H ta chọn
được các loại bơm thích hợp.

1.4. Công dụng và lĩnh vực sử dụng của bơm quạt (tiếp…)
Quạt có hai loại chủ yếu là quạt ly tâm và quạt hướng trục.
Quạt ly tâm tạo được áp suất cao có lưu lượng nhỏ và vừa.
Quạt ly tâm 1 miệng hút có phạm vi làm việc như sau:
Q=2000-200.000 m3/h, H=50-650mm cột nước
Quạt ly tâm được sử dụng chủ yếu trong công nghiệp: ví dụ
Quạt hướng trục tạo được áp suất nhỏ hơn, nhưng có lưu lượng lớn hơn
so với quạt ly tâm. Phạm vi làm việc của quạt hướng trục trong khoảng:
Q=600-500.000 m3/h, H=5-380mm cột nước.
Quạt hướng trục được sử dụng cả trong công nghiệp và đời sống: ví dụ

Sử dụng bơm quạt trong nhà máy nhiệt điện tua bin ngưng hơi
Ví dụ về sử dụng bơm quạt máy nén trong thực tế:

Sử dụng bơm quạt trong nhà máy nhiệt điện chu trình kết hợp khí - hơi

Thông số đặc tính bơm cấp tổ máy 300MW nhà máy nhiệt điện Phả Lại

1.1 Khai niem chung va phan loai ver 2.2 (2019.08.01)-Hung.ppt

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to 1.1 Khai niem chung va phan loai ver 2.2 (2019.08.01)-Hung.ppt

Similar to 1.1 Khai niem chung va phan loai ver 2.2 (2019.08.01)-Hung.ppt (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

1.1 Khai niem chung va phan loai ver 2.2 (2019.08.01)-Hung.ppt