Luận án tiến sĩ: Ảnh hưởng của góc xoay cánh công tác lên hiệu suất và xâm thực của bơm hướng trục

• Tác giả: Đỗ Hồng Vinh
• Người hướng dẫn: PGS. Trương Việt Anh
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí Động Lực
• Đề tài: Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Góc Xoay Cánh Công Tác Đến Hiệu Suất Và Xâm Thực Của Bơm Hướng Trục
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỤC LỤC
• 1.1. DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
• 1.2. DANH MỤC CÁC BẢNG
• 1.3. DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
• 1.4. MỞ ĐẦU
• 1.4.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.4.2. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.4.2.1. Mục đích nghiên cứu
• 1.4.2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
• 1.4.2.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.4.2.3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
• 1.4.2.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
• 1.4.2.4. Bố cục của Luận án
• 1.5. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 1.5.1. Cơ sở lý thuyết thiết kế cánh bơm hướng trục theo phương pháp Vôzơnhexenski - Pêkin
• 1.5.2. Cơ sở lý thuyết để xây dựng đặc tính năng lượng và ảnh hưởng của góc xoay cánh
• 1.5.3. Cơ sở lý thuyết sự hình thành xâm thực trong bơm hướng trục và ảnh hưởng của góc xoay cánh đến đặc tính xâm thực
• 1.5.4. Phương pháp nghiên cứu
• 1.5.4.1. Nghiên cứu lý thuyết
• 1.5.4.2. Nghiên cứu trên mô hình toán
• 1.5.4.3. Nghiên cứu thực nghiệm trên mô hình vật lý
• 1.6. NGHIÊN CỨU BẰNG MÔ PHỎNG
• 1.6.1. Nghiên cứu thiết kế và lựa chọn mẫu bơm với ns cao và khảo sát đánh giá bằng mô phỏng
• 1.6.1.1. Lựa chọn thông số và thiết kế mẫu đặc trưng
• 1.6.1.2. Mô hình và phương pháp tính toán mô phỏng
• 1.6.1.3. Phân tích kết quả mô phỏng
• 1.6.1.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của góc xoay cánh đến đặc tính xâm thực và hiệu suất của bơm hướng trục ns cao bằng mô phỏng
• 1.6.1.4.1. Mô hình tính và phương pháp tính toán
• 1.6.1.4.2. Phân tích kết quả mô phỏng về sự phân bố của trường dòng chảy trong bơm tại điểm tối ưu của mô hình cánh cầu
• 1.6.1.4.3. Phân tích sự ảnh hưởng của góc đặt cánh tới trạng thái xâm thực và hiệu suất bơm
• 1.6.1.4.4. Kết luận việc lựa chọn mẫu khảo sát đánh giá về góc xoay và đặc tính thủy lực
• 1.7. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
• 1.7.1. Chế tạo thiết bị và xây dựng mô hình thí nghiệm phục vụ nghiên cứu thực nghiệm
• 1.7.1.1. Chế tạo thiết bị
• 1.7.1.2. Lắp đặt bơm mô hình vào hệ thống thí nghiệm
• 1.7.1.3. Đo các thông số của máy bơm
• 1.7.1.4. Trình tự thí nghiệm
• 1.7.1.5. Tính toán xử lý số liệu
• 1.7.1.6. Xác định sai số đo
• 1.7.2. Thí nghiệm xây dựng đặc tính xâm thực, thủy lực và quan hệ hiệu suất với góc xoay cánh thay đổi
• 1.7.2.1. Kết quả thí nghiệm xây dựng đặc tính làm việc tại các góc xoay cánh khác nhau
• 1.7.2.2. Kết quả thí nghiệm xâm thực tại các góc xoay cánh khác nhau
• 1.7.2.3. Nhận xét và bàn luận về kết quả thí nghiệm
• 2. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tính cấp thiết của đề tài

Nghiên cứu về góc xoay cánh công tác trong bơm hướng trục là rất quan trọng trong bối cảnh hiện nay. Nước ta đang đối mặt với nhiều thách thức trong ngành nông nghiệp, đặc biệt là trong công tác tưới tiêu. Các trạm bơm động lực, đặc biệt là bơm hướng trục, đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo nguồn nước cho sản xuất nông nghiệp. Việc sử dụng bơm hướng trục với số vòng quay cao (ns > 1000 v/ph) có thể giúp giảm chi phí đầu tư và vận hành. Tuy nhiên, việc nghiên cứu về hiệu suất bơm và xâm thực bơm hướng trục vẫn còn hạn chế. Do đó, việc tìm hiểu ảnh hưởng của góc xoay cánh công tác đến hiệu suất và xâm thực là cần thiết để tối ưu hóa thiết kế và vận hành bơm.

II. Mục đích nghiên cứu

Mục đích chính của nghiên cứu này là đánh giá ảnh hưởng của góc xoay cánh công tác đến hiệu suất và xâm thực của bơm hướng trục. Nghiên cứu sẽ tập trung vào việc xác định các thông số làm việc của bơm như cột áp, lưu lượng và hiệu suất tại các góc xoay khác nhau. Qua đó, nghiên cứu sẽ cung cấp những khuyến cáo cho các nhà thiết kế và quản lý trong việc lựa chọn góc xoay cánh phù hợp nhằm đảm bảo bơm hoạt động hiệu quả nhất. Việc này không chỉ giúp nâng cao hiệu suất bơm mà còn giảm thiểu hiện tượng xâm thực có thể xảy ra trong quá trình vận hành.

III. Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sẽ dựa trên các lý thuyết thiết kế cánh bơm hướng trục và các phương pháp mô phỏng để phân tích ảnh hưởng của góc xoay cánh công tác. Các mô hình toán học sẽ được xây dựng để mô phỏng các đặc tính năng lượng và xâm thực trong bơm. Phương pháp nghiên cứu sẽ bao gồm cả lý thuyết và thực nghiệm, nhằm đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả. Các thông số như hiệu suất và xâm thực sẽ được đo đạc và phân tích tại các góc xoay khác nhau để đưa ra những kết luận chính xác về ảnh hưởng của góc xoay cánh đến hoạt động của bơm.

IV. Kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng góc xoay cánh công tác có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất và xâm thực của bơm hướng trục. Các thí nghiệm cho thấy rằng tại một số góc xoay nhất định, hiệu suất bơm có thể được tối ưu hóa, trong khi hiện tượng xâm thực cũng được giảm thiểu. Những dữ liệu thu thập được từ các thí nghiệm thực nghiệm sẽ được phân tích để xác định các mối quan hệ giữa góc xoay cánh, hiệu suất và xâm thực. Kết quả này sẽ cung cấp cơ sở cho việc thiết kế và vận hành bơm hướng trục hiệu quả hơn trong thực tế.

V. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu này không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn có giá trị thực tiễn cao. Việc hiểu rõ ảnh hưởng của góc xoay cánh công tác đến hiệu suất và xâm thực sẽ giúp các kỹ sư và nhà thiết kế tối ưu hóa các thiết kế bơm hướng trục. Điều này có thể dẫn đến việc cải thiện hiệu suất hoạt động của các trạm bơm, giảm thiểu chi phí vận hành và bảo trì. Hơn nữa, nghiên cứu cũng góp phần vào việc phát triển các công nghệ mới trong lĩnh vực bơm và thủy lợi, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong sản xuất nông nghiệp.