Giáo Trình Bơm và Máy Nén: Lý Thuyết và Ứng Dụng

Khám phá sách scan giáo trình bơm quạt máy nén Nguyễn Văn May đã mở khóa, cung cấp kiến thức chuyên sâu và tài liệu hữu ích cho sinh viên.

• Đề tài: Giáo Trình Bơm và Máy Nén: Lý Thuyết và Ứng Dụng

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CHUNG VÀ PHÂN LOẠI
• 2. CHƯƠNG 2: CÁC NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BƠM, QUẠT VÀ MÁY NÉN
• 2.1. Nguyên lý thể tích
• 2.2. Nguyên lý ly tâm
• 2.3. Nguyên lý cánh nâng
• 2.4. Nguyên lý phun tia
• 3. CHƯƠNG 3: CÁC LOẠI BƠM
• 3.1. Bơm thể tích
• 3.1.1. Bơm pitông
• 3.1.1.1. Bơm pitông tác dụng đơn
• 3.1.1.2. Bơm pitông tác dụng kép
• 3.1.1.3. Bơm vi sai
• 3.1.1.4. Chiều cao hút, làm việc song song và công suất của bơm

Tóm tắt

I. Khám phá giáo trình bơm và máy nén Nền tảng cốt lõi

Giáo trình Bơm và Máy nén là một tài liệu kỹ thuật chuyên sâu, cung cấp kiến thức nền tảng về lý thuyết, kết cấu và ứng dụng của các loại máy thủy lực công tác. Đây là nhóm máy mà khi lưu thể đi qua sẽ thu nhận năng lượng, trái ngược với máy động lực như tuốc bin. Toàn bộ quá trình trao đổi năng lượng này tuân thủ nghiêm ngặt các định luật vật lý, đặc biệt là phương trình Bernoulli, vốn là trụ cột của ngành cơ học chất lỏng. Giáo trình này không chỉ là sách kỹ thuật cơ khí dành cho sinh viên, kỹ sư ngành máy và thiết bị hóa chất, thực phẩm mà còn là tài liệu kỹ thuật tham khảo quý giá cho các chuyên gia trong lĩnh vực công nghệ. Nội dung được trình bày một cách hệ thống, bắt đầu từ các khái niệm chung, phân loại máy, đi sâu vào từng nguyên lý hoạt động và kết thúc bằng việc phân tích chi tiết cấu tạo của từng loại máy. Theo PGS. Nguyễn Văn May, năng lượng R mà lưu thể nhận được được thể hiện qua phương trình: R = [P₂ + ρ(C₂²/2) + ρgH₂] - [P₁ + ρ(C₁²/2) + ρgH₁]. Phương trình này là cơ sở để tính toán cột áp bơm và phân tích hiệu suất của hệ thống. Việc hiểu rõ các khái niệm này là bước đầu tiên và quan trọng nhất để làm chủ công nghệ bơm và máy nén trong thực tiễn sản xuất và nghiên cứu.

1.1. Định nghĩa bơm và máy nén trong cơ học chất lỏng

Bơm, quạt và máy nén thuộc nhóm máy công tác trong lĩnh vực máy thủy lực. Chức năng chính của chúng là truyền năng lượng cho lưu thể (chất lỏng hoặc chất khí) khi nó di chuyển qua máy. Quá trình này làm tăng áp suất, động năng hoặc thế năng của lưu thể. Về bản chất, đây là quá trình biến đổi cơ năng từ trục quay của máy thành năng lượng của dòng chảy. Các quá trình này được mô tả chính xác bởi các nguyên lý của cơ học chất lỏng và nhiệt động lực học kỹ thuật. Bơm chủ yếu làm việc với chất lỏng không nén được, trong khi máy nén xử lý các chất khí và hơi có khả năng thay đổi thể tích đáng kể. Sự khác biệt này dẫn đến những khác biệt cơ bản trong thiết kế và vận hành.

1.2. Phân loại các dòng máy bơm công nghiệp phổ biến

Dựa trên nguyên lý hoạt động, bơm và máy nén được phân thành bốn nhóm chính. Nhóm thứ nhất hoạt động theo nguyên lý thể tích, thay đổi dung tích khoang làm việc để hút và đẩy lưu thể, điển hình là bơm piston và máy nén khí piston. Nhóm thứ hai dựa trên nguyên lý ly tâm, sử dụng lực ly tâm do bánh công tác tạo ra để tăng năng lượng cho dòng chảy, tiêu biểu là bơm ly tâm. Nhóm thứ ba là nguyên lý cánh nâng, ứng dụng trong các loại bơm hướng trục. Nhóm cuối cùng là nguyên lý phun tia, sử dụng động năng của một dòng tia để hút và vận chuyển lưu thể khác, thường dùng trong bơm chân không. Mỗi loại đều có ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng riêng, phù hợp với các yêu cầu cụ thể của hệ thống thủy lực và công nghiệp.

II. Thách thức trong vận hành bơm và máy nén bạn cần biết

Vận hành bơm và máy nén trong thực tế luôn đi kèm với nhiều thách thức kỹ thuật đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc. Một trong những vấn đề cốt lõi là tổn thất năng lượng. Năng lượng lý thuyết mà máy truyền cho lưu thể luôn lớn hơn năng lượng thực tế mà lưu thể nhận được. Phần chênh lệch này chính là tổn thất do ma sát, va đập và rò rỉ bên trong máy, được biểu thị qua hiệu suất. Việc xác định và tối ưu hiệu suất máy nén và bơm là bài toán kinh tế - kỹ thuật quan trọng. Một thách thức khác là hiện tượng xâm thực ở bơm, xảy ra khi áp suất tại cửa hút giảm xuống dưới áp suất hơi bão hòa của chất lỏng, gây ra hư hỏng nghiêm trọng. Ngoài ra, việc lựa chọn bơm và máy nén phù hợp với đường đặc tính của bơm và yêu cầu hệ thống van và đường ống cũng là một quyết định phức tạp. Việc vận hành sai thông số có thể dẫn đến giảm tuổi thọ thiết bị, tiêu tốn năng lượng và thậm chí gây ra sự cố nguy hiểm. Do đó, việc nắm vững lý thuyết và thực hiện bảo trì máy bơm định kỳ là yêu cầu bắt buộc.

2.1. Vấn đề tính toán cột áp bơm và hiệu suất máy nén

Việc tính toán cột áp bơm (H) là yếu tố quyết định khả năng làm việc của bơm trong một hệ thống cụ thể. Cột áp phải đủ lớn để thắng được chiều cao địa lý và toàn bộ tổn thất áp lực trên van và đường ống. Tính toán sai có thể dẫn đến việc bơm không đẩy được lưu chất hoặc hoạt động ở chế độ không hiệu quả. Tương tự, hiệu suất máy nén là tỷ số giữa công nén đoạn nhiệt lý thuyết và công nén thực tế. Hiệu suất thấp không chỉ gây lãng phí năng lượng mà còn làm tăng nhiệt độ khí nén, ảnh hưởng đến các thiết bị phía sau. Cả hai thông số này đều phụ thuộc vào thiết kế của máy và điều kiện vận hành, đòi hỏi kỹ sư phải có kiến thức chuyên môn để phân tích và tối ưu.

2.2. Rủi ro kỹ thuật và phương pháp bảo trì máy bơm hiệu quả

Các rủi ro kỹ thuật phổ biến bao gồm xâm thực, rung động, quá nhiệt, rò rỉ và mài mòn. Mỗi vấn đề đều có nguyên nhân và dấu hiệu nhận biết riêng. Ví dụ, tiếng ồn bất thường và rung động mạnh có thể là dấu hiệu của xâm thực hoặc lệch trục. Để đảm bảo hoạt động ổn định và kéo dài tuổi thọ thiết bị, việc bảo trì máy bơm và máy nén theo kế hoạch là không thể thiếu. Các hoạt động bảo trì bao gồm kiểm tra độ kín, bôi trơn các bộ phận chuyển động, theo dõi nhiệt độ, áp suất và phân tích rung động. Việc xây dựng một quy trình bảo trì phòng ngừa hiệu quả giúp giảm thiểu thời gian dừng máy đột xuất và tiết kiệm chi phí sửa chữa lớn.

III. Bí quyết nắm vững nguyên lý hoạt động của bơm và máy nén

Để làm chủ các thiết bị này, việc nắm vững nguyên lý hoạt động của bơm và máy nén là điều kiện tiên quyết. Có bốn nguyên lý chính chi phối thiết kế và chế tạo. Nguyên lý thể tích là nền tảng cho các loại bơm piston, bơm bánh răng, và máy nén khí piston. Nguyên lý này hoạt động dựa trên sự thay đổi tuần hoàn thể tích của một buồng làm việc: tăng thể tích để hút và giảm thể tích để nén và đẩy lưu thể. Quá trình này tuân theo định luật PVᵏ = Const trong nhiệt động lực học kỹ thuật. Nguyên lý ly tâm được ứng dụng rộng rãi nhất trong bơm ly tâm và quạt. Khi bánh công tác quay, lực ly tâm sẽ văng lưu thể từ tâm ra ngoại vi, đồng thời biến đổi động năng thành áp năng. Hiệu quả của quá trình này phụ thuộc lớn vào vận tốc góc và bán kính bánh công tác, như được mô tả trong phương trình Euler. Các nguyên lý khác như cánh nâng và phun tia cũng có những ứng dụng chuyên biệt, ví dụ như trong bơm hướng trục hay các hệ thống tạo chân không. Việc hiểu rõ từng nguyên lý giúp người vận hành lựa chọn đúng thiết bị và chẩn đoán sự cố chính xác.

3.1. Phân tích nguyên lý thể tích trong bơm và máy nén khí

Nguyên lý thể tích hoạt động bằng cách cô lập một lượng lưu thể nhất định trong một không gian kín (buồng làm việc), sau đó giảm thể tích không gian này để tăng áp suất và đẩy lưu thể ra ngoài. Ưu điểm của loại này là có thể tạo ra áp suất rất cao và lưu lượng ít phụ thuộc vào cột áp của hệ thống. Bơm piston là ví dụ điển hình, thực hiện chu trình hút - nén - đẩy thông qua chuyển động tịnh tiến của piston trong xi lanh. Đối với máy nén khí piston, quá trình nén làm tăng đáng kể nhiệt độ của khí, một yếu tố cần được xem xét trong thiết kế hệ thống làm mát.

3.2. Tìm hiểu sâu về nguyên lý ly tâm của bơm và quạt công nghiệp

Nguyên lý ly tâm dựa trên việc truyền năng lượng cho lưu thể thông qua một bánh công tác (guồng động) quay với tốc độ cao. Khi lưu thể đi vào tâm của bánh công tác, các cánh dẫn sẽ tác dụng lực làm nó quay cùng và văng ra ngoài theo phương tiếp tuyến do tác dụng của lực ly tâm. Quá trình này làm tăng cả vận tốc (động năng) và áp suất (thế năng) của lưu thể. Theo phương trình cơ bản của bơm ly tâm, cột áp lý thuyết tỷ lệ thuận với bình phương vận tốc vòng tại cửa ra của bánh công tác (H ~ U₂²). Đây là loại máy bơm công nghiệp phổ biến nhất do cấu tạo đơn giản, làm việc ổn định và lưu lượng lớn.

IV. Phương pháp phân tích cấu tạo các loại bơm và máy nén

Phân tích cấu tạo bơm nước và máy nén là bước quan trọng để hiểu rõ cách chúng hoạt động, lắp đặt và sửa chữa. Mỗi loại máy đều có những bộ phận đặc trưng. Ví dụ, một bơm piston tác dụng đơn cơ bản bao gồm xi lanh, piston, thanh truyền, trục khuỷu, van hút và van đẩy. Chuyển động quay của trục được biến đổi thành chuyển động tịnh tiến của piston, tạo ra các chu trình hút và đẩy. Trong khi đó, bơm ly tâm có cấu tạo đơn giản hơn, với các bộ phận chính là trục bơm, bánh công tác (guồng động), và vỏ bơm (buồng xoắn). Bánh công tác là bộ phận quyết định hiệu suất, có nhiệm vụ truyền năng lượng cho chất lỏng. Vỏ bơm có hình dạng xoắn ốc để thu gom chất lỏng từ bánh công tác và biến đổi một phần động năng thành áp năng. Đối với máy nén, ví dụ như máy nén trục vít, hai trục vít ăn khớp với nhau quay ngược chiều trong một khoang kín. Không khí được hút vào, bị nén lại trong các khoang giữa các răng vít và vỏ máy, sau đó được đẩy ra ở đầu kia với áp suất cao. Việc hiểu rõ cấu tạo giúp xác định chính xác các bộ phận cần bảo trì máy bơm và thay thế.

4.1. Cấu tạo bơm nước Từ bơm piston đến bơm bánh răng

Bơm piston có cấu tạo phức tạp với nhiều chi tiết chuyển động tịnh tiến và quay. Các bộ phận chính gồm cụm xi lanh-piston, hệ thống van một chiều (hút và đẩy), và cơ cấu truyền động. Ngược lại, bơm bánh răng có thiết kế nhỏ gọn hơn, gồm một cặp bánh răng ăn khớp đặt trong vỏ bơm. Một bánh răng chủ động và một bánh răng bị động. Chất lỏng được vận chuyển trong không gian giữa các răng và vỏ bơm từ khoang hút đến khoang đẩy. Cả hai đều thuộc nhóm bơm thể tích nhưng có cấu tạo bơm nước rất khác nhau, dẫn đến đặc tính làm việc và ứng dụng cũng khác biệt.

4.2. Khám phá máy nén khí piston và máy nén trục vít hiện đại

Máy nén khí piston có cấu tạo tương tự động cơ đốt trong, sử dụng piston chuyển động trong xi lanh để nén khí. Đây là loại máy nén phổ biến, phù hợp cho các ứng dụng cần áp suất cao nhưng lưu lượng không lớn. Trong khi đó, máy nén trục vít là công nghệ hiện đại hơn, sử dụng hai rotor trục vít ăn khớp để nén khí. Ưu điểm của nó là hoạt động êm, hiệu suất cao, cung cấp dòng khí nén liên tục và ít dao động, rất phù hợp cho các dây chuyền sản xuất công nghiệp quy mô lớn.

V. Top ứng dụng thực tiễn của bơm và máy nén công nghiệp

Bơm và máy nén là những thiết bị không thể thiếu, đóng vai trò trái tim của vô số hệ thống trong công nghiệp và đời sống. Máy bơm công nghiệp được sử dụng để vận chuyển nước sạch, xử lý nước thải, cấp nước cho lò hơi, tuần hoàn chất lỏng làm mát và vận chuyển hóa chất trong các nhà máy. Trong hệ thống thủy lực, bơm (thường là bơm piston, bơm bánh răng) tạo ra dòng chất lỏng áp suất cao để vận hành các xi lanh, động cơ thủy lực, cung cấp năng lượng cho máy ép, máy nâng, và thiết bị xây dựng. Các ứng dụng của máy nén khí cũng vô cùng đa dạng. Khí nén được dùng để cung cấp năng lượng cho các dụng cụ cầm tay (súng bắn vít, máy mài), hệ thống điều khiển bằng khí nén (pneumatic), phun sơn, làm sạch bề mặt và trong các quy trình sản xuất thực phẩm, dược phẩm. Đặc biệt, máy nén lạnh là bộ phận cốt lõi trong mọi hệ thống điều hòa không khí và làm lạnh công nghiệp. Từ việc khai thác dầu khí, sản xuất điện cho đến chế biến thực phẩm, sự hiện diện của bơm và máy nén là yếu tố quyết định đến hiệu quả vận hành.

5.1. Vai trò của bơm trong hệ thống thủy lực và đường ống

Trong một hệ thống thủy lực, bơm thủy lực có nhiệm vụ chuyển đổi cơ năng thành năng lượng thủy lực của dòng chất lỏng (thường là dầu). Dòng dầu áp suất cao này sau đó được điều khiển bởi các loại van để thực hiện công cơ học. Trong các hệ thống van và đường ống công nghiệp, bơm đóng vai trò tạo ra áp lực và lưu lượng cần thiết để vận chuyển lưu chất từ nơi này đến nơi khác, vượt qua các trở lực của đường ống, van, và các thiết bị khác. Việc lựa chọn bơm có đường đặc tính của bơm phù hợp với đặc tính của hệ thống là cực kỳ quan trọng.

5.2. Ứng dụng của máy nén khí trong sản xuất và dân dụng

Các ứng dụng của máy nén khí rất phong phú. Trong sản xuất, khí nén là nguồn năng lượng sạch, an toàn và dễ điều khiển cho các dây chuyền tự động hóa, robot công nghiệp và các công cụ khí nén. Nó còn được sử dụng trong công nghệ sấy, thông gió và vận chuyển vật liệu rời. Trong lĩnh vực dân dụng, máy nén khí có mặt trong các tiệm sửa xe để bơm lốp, trong các thiết bị y tế như máy thở, và trong các hệ thống làm lạnh như tủ lạnh, điều hòa không khí (máy nén lạnh).

VI. Tương lai ngành bơm và máy nén Xu hướng và tài liệu

Ngành công nghiệp bơm và máy nén đang chứng kiến những bước chuyển mình mạnh mẽ dưới tác động của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 và yêu cầu về phát triển bền vững. Xu hướng chính hiện nay là phát triển các thiết bị thông minh, tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường. Các loại bơm và máy nén thế hệ mới được tích hợp cảm biến, bộ điều khiển biến tần (VSD) để tự động điều chỉnh hoạt động theo nhu cầu thực tế, giúp tối ưu hóa hiệu suất máy nén và bơm, giảm thiểu chi phí năng lượng. Công nghệ vật liệu mới cũng cho phép chế tạo các thiết bị có độ bền cao hơn, chống mài mòn và ăn mòn tốt hơn. Bên cạnh đó, việc số hóa các tài liệu kỹ thuật và sự ra đời của các ebook cơ khí giúp kiến thức được chia sẻ rộng rãi và dễ dàng tiếp cận hơn. Các kỹ sư có thể sử dụng phần mềm mô phỏng để phân tích đường đặc tính của bơm, dự đoán hiệu suất của hệ thống thủy lực trước khi lắp đặt, rút ngắn thời gian thiết kế và giảm thiểu rủi ro. Tương lai của ngành đòi hỏi sự kết hợp giữa kiến thức cơ học chất lỏng truyền thống và các công nghệ kỹ thuật số hiện đại.

6.1. Tổng kết lý thuyết và các đường đặc tính của bơm quan trọng

Việc nắm vững lý thuyết từ các giáo trình uy tín là nền tảng không thể thiếu. Các khái niệm về cột áp, lưu lượng, công suất và hiệu suất luôn là trọng tâm. Đặc biệt, khả năng đọc và phân tích đường đặc tính của bơm (đường cong Q-H) là kỹ năng cốt lõi. Đồ thị này thể hiện mối quan hệ giữa lưu lượng và cột áp của bơm, giúp người dùng xác định điểm làm việc tối ưu khi kết hợp với đường đặc tính của hệ thống đường ống. Hiểu rõ các đường đặc tính giúp lựa chọn bơm chính xác và vận hành hệ thống một cách kinh tế nhất.

6.2. Nguồn tài liệu kỹ thuật và ebook cơ khí đáng tin cậy

Để liên tục cập nhật kiến thức, việc tìm kiếm các nguồn tài liệu kỹ thuật và sách kỹ thuật cơ khí chất lượng là rất cần thiết. Bên cạnh các giáo trình kinh điển như của PGS. Nguyễn Văn May, các kỹ sư nên tham khảo tài liệu từ các nhà sản xuất hàng đầu, các hiệp hội kỹ thuật quốc tế và các tạp chí chuyên ngành. Sự phát triển của các nền tảng ebook cơ khí trực tuyến cũng mở ra cơ hội tiếp cận kho tàng tri thức khổng lồ, giúp giải quyết các vấn đề kỹ thuật phức tạp và nắm bắt các xu hướng công nghệ mới nhất trong ngành bơm và máy nén.

Trích đoạn nội dung tài liệu

+ GIÁO TRÌNH BƠM QUA - 4 MÁY NÉN HIỆU CHÍNH : PGS. NGUYÊN NHƯ THUNG Raye EBOOKBKMT.COM HO TRO TAI LIEU HOC TAP aAe [| nh ] lÏ | II I “4100 000 ill MN & TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOI pal ies “4 XUAT BAN - 1993 NGUYEN VAN MAY. GIAO TRINH BOM QUAT MAY NEN HIỆU ĐÍNH : PS, NGUYÊN NHƯ THUNG, HO TRO TAI LIEU HOC TAP TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOI XUẤT BAN - 1993, LỜI NÓI ĐẦU Dead Nội dung giáo trình này d2 cap dén lý thuyết, kết cấu ouà sử dụng các loại bơm, quạt va niáy nén. Nó dược dùng cho sinh Uiên, kỹ sư thuộc ngành máy 0à thiết bị thực phẩm, móy 0à thiết bị hóa chất trong học tập, nghiên cứu khoa học bà phục nụ sản xuất Giáo trình này cũng là tài liệu cho sinh vién, kỹ sư, cán bộ kỹ thuật trong các ngành nghề như công nghệ thực phẩm: va héa hoc v.u, Thư nguyên của-các dại lượng chủ yếu sử dụng hệ do lường quốc té (Si).

Hà Nội 85/19/1998 Nguyễn Văn May. ogi te CHUONG 1. KHAI NIEM CHUNG VA PHAN LOAI Máy nén, bơm, quạt là nhóm máy công tác trong các loại máy thủy lực. Khi đi qua máy công tác, lưu thể thu nhận năng lượng.

Ngược lại khi đi qua máy động lực (tuốc bin thủy lực) thì lưu thể cho năng lượng. Trong quá trình nhận hay cho năng lượng của lưu thể đều tuân theo định luật Becnulli - Mô hình hoạt động của máy công tác được thể hiện ở hình I - 1. Sơ dồ nguyên lý hoạt dộng của máy công tác. Năng lượng R mà lưu thỏ đi qua máy sông tác đã nhận được, thể hiện ở phượng trình 1 - ].

c,? - cá R= [P, +p q3 + agH¿]-[P, tp —— + øgH,h (1-1) "Prong dd: ; Pi, P, - Ấp suất của lưu thể tại điểm 1 và 2, N/m?; C,, C, - Tốc độ của lưu thể tại điểm J; 2; m/g S- Gia tốc trọng trường; m/S?; HL, H, - chiều cao tại điểm | va 2 so vdi mat thoang của bể hút, m. Ap suất của lưu thể đo bằng các thứ nguyên khác nhau: 1 KG/em* = 10m H,O = 9,81N/em?; 1 mm H, = 13,6 mm H,O;- 1 Ất mốt phe kỹ thuật = 10 m H ;Ð; 1 Át mốt phe vật lý = 10, 33 m i, 0. Khi áp suất P,, P, được đo bằng m cột chất long thì phương trình ứ „» chuyển thành (1-2) 12 C‹C 2 B= pom + pet Py P,+ 0H, - HạI (1-9) ` 1 ‘ Nang lượng B mà chất lỏng aban được theo phương, trình (1-1) hoặc (1-2) cộng thêm tổn thất năng lượng AK do chat lỏng chây trong máy công tác sẽ là năng lượng lý thuyết E. Hệ số hữu Ích năng lượng của máy công tác sẽ là, E k H H ¬ * _ mượn = oe cv wenn mee.

1-8) ti B+ Ak Bị, H+AH Hy, ¬ : Gác máy công tác làm việc theo các nguyên lý chính sau đây: - Ñguyên lý thể tích; - Nguyên lý ly tâm; - Nguyên lý cánh nâng; oe - Nguyén ly phun tia. Ll 2 a ` CHUONG 2 "CÁC NGUYÊN LY HOAT DONG CUA BOM, QUAT VA MAY NEN. 3-1 NGUYÊN LÝ THỂ TÍCH. Nguyên lý thể tích được ứng dụng để thiết kế và chế tạo bơm và máy nén.

Đối với bơm thì lưu thể là các chất lỏng, còn đối với máy nén thì lưu thế , là các chất khí hay hơi. Nguyên lý chính của máy là tạo ra một dung tích thay đổi từ nhỏ đến lớn, và ngược lại. Khi dung tích của máy từ giá trị bằng không tăng dẫn đến giá trị lớn nhất có thể được là quá trình hú: lưu thể. “Khi dung tích giảm đần về giá trị không là quá trình nén và đẩy lưu.

Cứ mỗi lần hút và đẩy, máy vận chuyển được một lưu lượng lưu thể nhất 'định. Dung tich nay phụ thuộc vào cầu tạo và vòng quay của máy củng như thik chất và áp lực của lưu thể. Trong quá trình máy hoạt động sự thay đổi : “trang thai của lưu thé luôn tuân theo định luật sau đây: cài m PV. = Const và p9 = Const.

(2-1) “Trong đó: P- - Ap suất lưu thể. Và - Thể tích lưu thể k- Hệ số; k = 1,4, - Khi máy làm việc với lưụ thể không có dân tkhí v = ConsL) cân tránh tăng hay giảm quá nhanh thể tích làm việc của máy để không làm hư hỏng máy hoặc: cháy động. Muốn thế cần chú ý: ` ˆ» Trước khi cho máy chạy phái mở van chạn phía cửa đẩy. ; Lắp van an toàn để xà nhanh lưu thể từ không gian nến sang không gian hút của máy.

Từ nguyên lý thể tích có thể thiết kế và chế tạo ra rất nhiều kiểu máy 2 bơm và máy nén, sẽ được đồ cập đến ở các phần sau. NGUYÊN LÝ LY TÂM. Nguyên lý này được ứng dụng cho cả bơm, quạt và máy nén. Hình 2-1 giúp ta nghiên cứu chuyển động của lưu thể chứa đầy trong kênh nằm giữa hai vách hình vành khuyên song song nhau, cách nhau một khoảng b và hai vách chắn có chiều cao bằng b.

( \S° ( oN Cty có 8 “X5 “ đc, =( mA y /® N onl “Ne Hinh 2-1,. Rênh chứa đầy lưu thể có khối lượng riêng ø, quay chung quanh tâm oO với vận tốc góc œ. Ta xét thành phần của lưu thể có khối lượng dm trọng kênh giới hạn bởi mặt cong có bán kính r và r + dr (phần được gạch chéo): 2ˆ dm = pa. Dién tich mat cong có bán kính r.

; Lực ly tam đR tác động lên thành phần chất lỏng dm được thể hiện ở công thức (2-3), ‘ " dR = - adm = rw*dm (9-8) 7 Mặt khác do có chênh lậch áp suất giữa hai mặt cong của thành phần ' chất lỏng nên cố một lực hướng tâm dF tác dụng lên dm. Lực hướng: tam được thể hiện ở công thức (2-4). - ` dR+dF=0 (2-5) Thay các giá trị ở trên vào ta có: - w *pardr + arbdp = O hay. dp =p w *rdr (2-6) Tính tích phân trên từ 1 (cửa vào của kệnh) đến 2 (cửa ra) ta sẽ thu được hiệu áp suất P, - P, céa kénh.

Do chính là năng lượng mà các lưu thể thu được do đi qua kênh quay. Nếu chúng ta chế tạo các kênh liên tiếp trên vòng tròn sẽ cổ guồng động của bơm, quạt hoặc máy nén. Cấu tạo của từng loại guồng sẽ được đề cập đến ở các phần sau. q vo 2 wn l Trong đố: t =m—— ÿ U, = or; U, = ar,.

- 30 l a - 8ố vòng quay của kênh, v/phút Công thức (2-7) cho chúng ta thấy các kết luận sau đây: -:1) Hiệu P, - P, (năng lượng mà lưu thể thu được) phụ thuộc vào ø. Khối - lượng của các lưu thể rất khác nhau. Ô điều kiện áp suất khí quyển (áp suất không khí gần mặt nước biển) thì khối lượng riêng của nước lớn gấp 830 lần hối lượng riêng của không khí, Ặ. Vì vậy phải làm đầy guờng động (mồi) của bơm ly tâm trước khi khởi động.

- / : a 2) Muốn P„-P, lớn thì cửa 1 càng phải gần O và cửa 2 thì ngược lại. 3) Hiệu P, -P, ‘ohy thuộc vào bình ¡ Phương giá trị của số vòng quay n va bén kính cửa ra Ty. Tam giác tốc độ C= U, +0; C, = U, + w, khong nhitng phy thugc vào số vàng quay n, bán tính rtr„ mà còn phụ thuộc vào hình đạng của vách ngăn giữa các kênh (cánh) của gudng dong. Sy tăng của động năng không phụ thuộc vào sự gia tăng của áp suất vì tam giác tốc độ ở cửa vào nhề hơn ở của lu ‘tte: Cc, <0,.

U," - Vận tốc vòng; wy wy - Vận tốc tương đối giữa lưu thể và cánh guồng động:. C3 Cc, ¢ - Vận tốc tuyệt đối của lưu thể. của guồng đồng có thể cong về trước, vồ sau; cong nhi ều hoặc Ít. Cánh có thể thẳng theo hướng kinh hay nghiéng về trước, sau; cảnh có thể cong mặt trụ hoặc cong xoắn.

NGUYÊN LÝ CÁNH NÂNG. Day là nguyên lý được dùng trong thiết kế và chết tạo cánh máy bay, Hình 2-2 thể hiện tiết diện ngang của cánh, chiều chuyển động cửa lưu thể cùng các lực tác dụng lên cánh. ____ Nes Woo fh Hinh 2-2. Dàng lưu thể chuyển động từ xa đến cánh vdi van téc We (xem nhu ổn định hướng và tốc độ) trùm lên cánh.

Đo cánh đặt nghiêng một góc ơ so với dòng lưu thể nên phía trên lưng cánh tạo ra các xoáy lưu thể. chính vi vậy mà dòng lưu thể đã tác động lên cánh một lực R có phương tạo với phương thẳng đứng một góc 4. Lực R được phân tích thành ly (lực nâng) và R_ (lực cản).- We (2-8) Trong do: Cy - Hé 36 ty 1é của lực nâng; Cc, - Hệ sé lực cản; 8 - Bề mặt cánh; Y. Trọng lượng riêng của lưu thể; .g- Gia tốc trọng trường.

- Nguyên lý cánhnâng còn được áp dụng trong việc thiết kế chế tạo tuốc “bin may phat dién, guong động của bơm và cánh quạt hướng trục, máy nén hướng trục. : : : - bom `:HÌỉnh trự 2-3. Thé hiện nguyên lý cầu tạo của bơm cánh nang (quen. gọi là t c dun g hay bem mg | 1- Quồng dộng; 2 Guong khuéch tan; - Trục; z Vỏ bom; 5-0 dé.

Nguyên lý cấu tạo bơm cánh nâng. Hinh 2-4 Hinh 2-6 „ Hình 2-4. thể hiện mặt cát hình trụ quanh guồng động đi qua A. Và khai triển ra.

Hình 2-5 - Thể hiện tam giác tốc độ ở cửa vào của guồng động - Tam giác tốc độ ở cửa ra thể hiện ở hình 2-4, C.= wit U;C,=W,+U, (2-9) Từ hình 2-3 ta thấy: khi guồng động quay dưới tác dụng của mô men quay M thỉ nước sẽ được hút và đẩy, lên qua guồng khuếch tán (cánh tỉnh) chảy vào ống đẩy. Lực R tác dụng lên guồng động qua các cánh guồng. Lực này được phân tích thành lực thẳng dứng H„ và lực ngang Ry. Lực R,, tac dung lên gối đỡ chặn, lực Ry - tạo ra mô men cản cố xu hướng bát guồng động quay theo chiều ngược lại.

/ Guồng khuếch tán có tác dụng biến động năng của chất lỏng lúc rồi guồng động thành thế năng. Cấu tạo cụ thể của gưỡng động cúng như guồng khuếch tán được đề cập ở phần sau: , 2-4, NGUYEN LY PILUN TIA.