Các bài tập về máy bơm

thì góc cánh quạt máy bơm sẽ được chọn bằng bao nhiêu? 2) Nếu trạm bơm có cột nước thiết kế Htk = 8,0m, lưu lượng trạm thiết kế Qtk = 5m3/s. Phải dùng bao nhiêu máy bơm loại OB5-47 và góc cánh quạt bằng bao nhiêu là thích hợp? 3) Vẽ phạm vi làm việc của máy bơm để cho h ³ 80%; N Ê 100 kw. Hình 1-6: Đường đặc tính máy bơm OB5-47 Đề 7: Đường đặc tính không thứ nguyên của loại máy bơm theo mẫu 05 (OP5) như hình 1-7: 1) Vẽ đường đặc tính của máy bơm OP5-70 có số vòng quay n = 730 v/ph 2) Vẽ họ đường đặc tính H = f(Q), h = f(Q) và DH = f(Q) ứng với góc cánh quạt q = 00. Hình 1-7: Đường đặc tính không thủ nguyên của loại máy bơm 05 (OP5) Hướng dẫn: Xuất phát từ lý thuyết về đồng dạng, hệ số không thủ nguyên của lưu lượng (KQ), cột nước (KH) và độ dự trữ khí thực (KDH) xác định như sau: KQ = ; KH = ; KDH = ở đây: n: số vòng quay trong 1 giây (v/s) D: đường kính bánh xe cánh quạt của máy bơm. ở đây D = 700mm = 0,7m Q (m3/s), H(m), và DH(m) là lưu lượng, cột nước và độ dài dự trữ khí thực máy bơm OP5-70 với n = 730 v/ph. Cách vẽ: ứng với D = 700mm = 0,7m n = v/s Từ một điểm trên đường đặc tính không thứ nguyên OP5 có thể xác định được các thông số Q, H, DH của OP5-70, n = 730 v/ph. Hiệu suất h không thay đổi. Đề 8 Máy bơm 12Д-13, số vòng quay n = 1450 v/ph, đường kính ngoài bánh xe cánh quạt D2 = 340mm, có đường đặc tính như hình 1-8. 1) Tính hệ số tỷ tốc của máy bơmt rên. 2) Số vòng quay sẽ bằng bao nhiêu để đường đặc tính đi qua điểm công tác yêu cầu H = 25m, Q = 0,180m3/s? 3) Vẽ lại các đường đặc tính: H = f(Q), N = f(Q) và h = f(Q) ứng với số vòng quay mới. Hình 1-8: Đường đặc tính máy bơm 12Д-13 Hướng dẫn: Hệ số tỷ tốc của 1 máy bơm được tính ứng với điểm công tác có hiệu suất cao nhất. Đề 9: Xác định cao trình đặt máy của máy bơm OB5-47, n = 960 v/ph (hình1-6) làm việc với góc q = 00. Mực nước bể hút thấp nhất tính toán Zhmin = 6,0m, cột nước thiết kế HTK = 8,0m; cột nước lớn nhất Hmax = 9,5m; cột nước nhỏ nhất Hmin = 6,5m. Tổn thất trong ống hút sơ bộ lấy bừng Htoh = 0,50. Nhiệt độ nước t0 = 250C. Độ dìm bánh xe cánh quạt yêu cầu hsyc = -1 (m). Đề 10 Máy bơm 10Д-6, D2 = 465 mm, n = 1450 v/ph do Liên Xô (cũ) chế tạo có đường đặc tính ở hình 1-9. 1) Xác định cao trình đặt máy bơm khi nó làm việc với cột nước H = 65 m, Cao trình mực nước bể hút Zh = +360 m nhiệt độ nước bình quân t = 250C. Đường kính chỗ vào máy bơm D1= 250 mm; đường kính chỗ ra D2 = 200 mm. ống hút bằng thép, đường kính Dh = 300 mm, dài Lh = 20 m, trên đó có lắp một van đáy (D = Dh) kiểu cánh bướm có lưới chắn rác, một cút cong 900 (R = Dh) (bỏ qua tổn thất co hẹp từ ống hút vào máy bơm). Hình 1-9: Đường đặc tính máy bơm 10Д-6 2) Nếu máy bơm trên đã đặt ở cao trình Zđm = 365m. Kiểm tra khi làm việc với mực nước Zh = 360m máy bơm có khả năng sinh ra khí thực không? Đề 11 Một máy bơm kiểu 12Д-13, n = 1450 v/ph có đường đặc tính biểu thị ở hình 1-8. ống hút bằng thép dài 20m có đường kính Dh = 350mm. Trên đường ống hút có lắp một van đáy có lưới chắn rác, một cút cong 600 và một cút cong 300. ống đẩy bằng thép dài Lđ = 300n, đường kính Dđ = 300mm có lắp một van thẳng, một van 1 chiều, hai cút cong 300. Miệng ra ống đẩy có lắp nắp bản lề trên Dra = 400mm. 1) Tìm điểm công tác của máy bơm khi mực nước bể tháo Zt = +45m, mực nước bể hút Zh = +26m. 2) Xác định các thông số công tác Q, H, N, h, [HCK) trong trường hợp đó. Hướng dẫn: - Xem bài tập mẫu 5-1. - Bỏ qua các tổn thất co hẹp Đề 12 Sử dụng máy bơm 10 Д - 6 ở đề 10 để bơm nước cung cấp một lưu lượng Qyc = 150 1/s và cột nước Hyc = 44m. 1) Nếu dùng phương pháp điều chỉnh bằng van trên đường ống đẩy thì cột nước H, công suất N, hiệu suất hơm h bằng bao nhiêu? 2) Người ta đề nghị cắt gọt bớt đường kính ngoài bánh xe cánh quạt, vậy phải gọt bớt bao nhiêu để đáp ứng lưu lượng và cột nước yêu cầu trên? Có cho phép cắt gọt không? Vì sa? Vẽ lại đường đặc tính H = f(Q), h = f(Q) và xác định công suất trục bơm N 3) So sánh hai cách điều chỉnh trên và cho nhận xét Hướng dẫn: Câu 1: Dùng phương pháp điều chỉnh bằng van trên đường ống đẩy thì đường H = f(Q) sẽ không thay đổi. Từ đó xác định cột nước bơm và các thông số khác theo Qyc. Câu 2: Vẽ đường h = f(Q) theo giả thiết hiệu suất của các điểm tương ứng nằm trên đường Q = Kg luôn không thay đổi Đề 13: Dùng hai máy bơm 10 Д -6 ở đề 10 làm việc chung trên một đường ống đẩy (ghép song song) theo sơ đồ hình 1-10. - Cao trình mực nước bể hút Zh = + 10m - Cao trình điểm nối ống đẩy chung (điểm M) ZM = +13m - Cao trình mực nước bể tháo Zt = + 53m - Tổn thất cột nước trên ống hút và đoạn ống đẩy trước khi nối với ống chung ht OM = 89Q2. - Tổn thất cột nước ở ống đẩy chung (đoạn MN) ht MN = 167Q2. 1) Vẽ đường đặc tính khi làm việc chung hai máy bơm 10 Д-6 khi lắp đặt như trên. 2) Tìm điểm công tác chung và điểm công tác riêng của hai máy bơm. Hình 1-10: Sơ đồ lắp song song Hướng dẫn: Câu 1: Vẽ đường đặc tính làm việc chung theo trình tự sau: - Vẽ đường đặc tính ống nước OM: HOM = ZM - ZH + 89Q2 - Tìm cột nước bơm tại M(HM) bằng cách lấy đường đặc tính H =f(Q) trừ đường HOM = f(Q):HM(Q) = H(Q)-HOM(Q). - Giữ nguyên tung độ HM, cộng hoành độ Q sẽ vẽ được đường đặc tính làm việc chung: HM (I+II) = f(Q). Câu 2: Tìm điểm công tác chungL - Vẽ đường đặc tính đường ống đẩy chung: HMN = Zt -ZM + 167Q2. - Điểm cắt nhau của hai đường HMN = f(Q) và HM(I+II) = f(Q) là điểm công tác chung. Phần thứ hai Các bài tập mẫu Bài tập số 1 Đề: Xác định cột nước toàn phần H của máy bơm theo các số liệu dưới đây: a % Lưu lượng của máy bơm Qb = 60 l/s b % Chiều dài ống hút Lh = 30 m c % Đường kính ống hút Dh = 250 mm d % Chiều dài ống đẩy lđ = 200 m e % Cao trình mực nước ở bể hút ẹ bh = + 26 g % Cao trình mực nước ở bể tháo ẹ bh = + 70 i% Trên đường ống hút lắp một van đáy có lưới chắn rác và một đoạn cong 900, trên đường ống đẩy lắp một van đóng mở, hai đoạn cong 600, một đoạn loe ở cửa ra với Dra = 240mm, góc loe a = 60 (xem hình 2-1), Hình 2-1: Sơ đồ lắp ráp của máy bơm Bài giải: Cột nước toàn phần H của máy bơm được xác định theo công thức: H = hđh + Trong công thức trên: - hđh: cột nước địa hình của máy bơm có giá trị bằng hiệu số giữa hai cao trình mực nước ở bể tháo và bể hút. hđh = ẹbt -ẹbh = 70 - 26 = 44m -Shms: tổng tổn thất cột nước vì ma sát trên đường ống hút và ổng đẩy của máy bơm (bao gồm tổn thất cục bộ và tổn thất dọc đường) Shms = Shmsoh + Shmsđ a) Tổn thất trên đường ống hút bao gồm: 1. Tổn thất qua van đáy có lưới chắn rác hc1 = Van đáy có đường kính Dđ = 300 mm nên xđ = 3,7 [1] Vt tốc độ chảy qua van đáy: hc1 = 3,7 = 0,14m 2. Tổn thất qua đoạn cong 900 hc2 = ống tròn, góc ngoặt 900 thì xc = 1,1 V2 tốc độ chảy trong ống hút Dh = 250 mm V2 = = 1,22 m/s hc2 = 1,1 = 0,084 m 3. Tổn thất dọc đường với d = 250 mm, 1 = 30 m ống thép mới. Tra từ bảng A-grot-kin [] được = 0,00195S2/l2 Hd = x l x Q2 = 0,00195 x 0,03 x 602 = 0,216m l: chiều dài ống tính bằng Km Tổng tổn thất trên đường ống hút: ồhmsoh = hc1 + hc2 + hd = 0,14 + 0,084 + 0,216 = 0,44m b. Tổn thất trên đường ống đẩy bao gồm: 1. Tổn thất qua khoá đóng mở, trường hợp kháo mở hoàn toàn: với xk = 0; hc1 = 0 2. Tổn thất qua đoạn cong 600: hc2 = ống tròn cong 600 nên xc = 0,55 [1] V2: Tốc độ chạy ở đoạn cong với d = 200 mm V2 = = 1,98m/s hc2 = 0,55 x = 0,103 m 3. Tổn thất ở đoạn ống mở rộng hc3 = xmr x Trong đó xmr = K với góc mở rộng a = 600. thì K = 0,23 ; Dra = 0,24m ; Dd = 0,2 m xmr = 0,23 () = 0,0445 V3: tốc độ ở cuối đoạn mở rộng có Dra = 0,24 V3 = = 1,33m/s hc3 = 0,0445 x = 0,004 m 4. Tổn thất ở cửa ra bể tháo hc4 = xr x Chảy từ ống đẩy ra bể thao nên xr = 1 và V4 là tốc độ ngay ở cửa ra V4 = V3 = 1,33 m/s [1] hc4 = 1 x = 0,09 m 5. Tổn thất dọc đường: với l = 200m; d = 200 mm ống thép mới tra bảng phụ lục của Arốtkin [2] có: = 0,00631s2/l2 l: chiều dài ống đẩy tính bằng Km hd = x l x Q2 = 0,00631 x 0,2 x 602 = 4,543m Tổng tổn thất trên đường ống đẩy: Shmsođ = 2 x hc2 + hc3 + hc4 + hd = 2 x 0,103 + 0,004 + 0,09 + 4,543 = 4,843 m c) Tổng tổn thất vì ma sát của máy bơm: Shms= 0,44 + 4,843 = 5,283 m Bỏ qua hiệu số cột nước tốc độ ở bể tháo và bể hút thì cột nước toàn phần H của máy bơm là: H = 44 + 5,283 = 49,283 m Đáp số: H = 49,283 m Bài tập số 2: Đề: Xác định công suất trục của máy bơm, hiệu suất máy bơm và hiệu suất của tổ máy theo các số liệu dưới đây: a - Lưu lượng của máy bơm Q = 130 l/s b - Số đo trên áp lực kế Pak = 17,5 N/cm2 c- Số đo trên chân không kế Pck = 3 N/cm2 d- Số đo tren Von kế U = 380 V e - Số đo trên ampe kế I = 60 A Cho biết: 1 - Khoảng cách thẳng đứng giữa hai điểm đo áp lực và chân không Z = 0,3 m 2 - Hệ số công suất của động cơ cosj = 0,89 3- Hiệu suất của động cơ hđc = 90,6% 4- Động cơ nối trực tiếp với máy bơm htr = 1 5- Đường kính cửa vào của máy bơm Dv = 300 mm 6- Đường kính cửa ra của máy bơm Dra = 250 mm 7- Sơ đồ lắp ráp của máy bơm như hình 2-2 Hình 2-2: Sơ đồ lắp ráp của máy bơm Bài giải: 1) Công suất tại trục của động cơ xác định theo công thức Nđc = x U x I x cosj x hđc = x 380 x 60 x 0,89 x 0,906 = 31800 W hay Nđc = 31,8 KW Vì động cơ nối trực tiếp với trục máy bơm nên công suất tại trục của máy bơm cũng bằng Nb = Nđc = 31,8 KW 2) Hiệu suất của máy bơm xác định theo công thức: Ntr: Công suất tại trục của máy bơm Ntr = Nb = 31,8 KW Nhq: Công suất hiệu quả của máy bơm, xác định theo công thức: Nhq = 9,81 x Q x H (KW) Theo sơ đồ lắp máy ở hình 2-2 thì cột nước H của máy bơm xác định theo công thức: Với Thay các giá trị vào ta có: H = 17,5 + 3 + 0,3 + = 21,00m Cuối cùng công suất hiệu quả của máy bơm có giá trị: Nhq = 9,81 x 0,13 x 21 = 26,8 KW hb = x 100 = 84,3% 3) Hiệu suất của tổ máy là: htm = hb x htr x hđc = 0,843 x 1,0 x 0,906 = 0,763 htm = 76,3% Đáp số: 1) htr = 31,8 KW 2) hb = 84,3% 3) htm = 76,3% Bài tập số 3 Cách chọn máy bơm Sau khi tính được cột nước thiết kế HTK và lưu lượng thiết kế của một máy QTK, dựa vào biểu đồ sản phẩm Q = f(H) của các loại máy bơm, ta tiến hành chọn các loại máy bơm. Máy bơm chọn được phải thoả mãn các yêu cầu sau: 1. Đảm bảo cung cấp đúng theo lưu lượng thiết kế và cột nước thiết kế (điểm công tác nằm trên đường đặc tính Q ~ H). 2. Làm việc ở khu vực có hiệu suất cao nhất. 3. Đảm bảo chống được khí thực tốt nhất. 4. Vốn đầu tư xây dựng trạm ít nhất (kích thước máy bơm gọn nhẹ). 5. Tiền quản lý hàng năm ít nhất (dễ sửa chữa, công suất nhỏ). 6. Được chế tạo hàng loạt (giá tiền mua máy sẽ giảm). Dưới đây là những thí dụ trình bày cách chọn và cách xử lý khi chọn loại máy bơm có trạm bơm. Thí dụ 1: Đề: Chọn loại máy bơm theo số liệu sau: - Cột nước thiết kế HTK = 30 m -Lưu lượng thiết kế QTK = 70 l/s Bài giải: Với số liệu thiết kế trên có thể chọn một trong hai loại máy bơm sau: a) Theo biểu đồ sản phẩm (hình 2-17) ta chọn được máy bơm 8K - 12 có số vòng quay n = 1450 v/ph. Từ đường đặc tính điểm công tác của máy bơm sẽ là: Q = 70 l/s; H = 30 m; h = 80%; [H]ck = 6,00m; Ntr = 25,5 kw; G = 179 kg (G: trọng lượng máy bơm có thể tìm thấy trên bảng số liệu kỹ thuật máy bơm). Hình 2-3: Đường đặc tính của máy bơm ly tâm 8K - 12 b) Theo biểu đồ sản phẩm (hình 2-18) ta lại chọn được loại máy bơm 5H ДB có số vòng quay n = 1450 v/ph. Điểm công tác của máy bơm đó sẽ là: Q = 70 l/s; H = 30 m; h = 68% [H]CK = 4,5 m; Ntr = 32 kw; G = 270 kg Hình 2-4: Đường đặc tính của máy bơm ly tâm hai cửa nước vào 5H Д B có số vòng quay n = 1450 v/ph. So sánh hai phương án ta thấy: Cả hai máy đều đảm bảo cung cấp chính xác lưu lượng và cột nước thiết kế nhưng: + Máy bơm 8K -12 có hiệu suất lớn hơn 12%, công suất trục nhỏ hơn 20,3%; chiều cao chân không cho phép của máy bơm lớn hơn 1,5m, trọng lượng máy bơm nhẹ hơn 91 kg, kích thước sẽ nhỏ hơn, giá thành xây dựng sẽ giảm đi. + Máy bơm 5H Д B có nắp mở ngang nên tháo, lắp dễ dàng, nước chảy vào bánh xe công tác bằng hai cửa ở hai phía nên phản lực ở dọc trục được trung hoà, ít hư hỏng nhưng giá thành đắt hơn. + Nhận xét chọn máy bơm 8K - 12 có lợi hơn. Thí dụ 2: Đề: Chọn máy bơm theo số liệu sau đây: - Cột nước thiết kế HTK = 45m - Lưu lượng thiết kế QTK = 150 l/s Bài giải: Theo biểu đồ sản phẩm (hình 2-18) ta có thể chọn hai loại máy bơm 10 Д - 6 và 12 Д -9 nhưng cả hai loại này đểu không đảm bảo cung cấp đúng theo lưu lượng và cột nước thiết kế vì điểm công tác A có hoành độ QTK = 150 l/s và tung độ HTK = 45m đều nằm ngoài đường đặc tính Q ~ H của mỗi loại máy bơm. Để làm giảm bớt yêu cầu này ta có thể: 1. Giảm bớt số vòng quay n của máy bơm, nhưng không nên giảm quá nhiều vì sử dụng động cơ công suất lớn làm việc với tải trọng nhẹ sẽ không kinh tế. 2. Gọt đường kính bánh xe công tác của máy bơm (chỉ sử dụng cho máy bơm li tâm với mức độ gọt cho phép). -> Mức độ gọt lớn nhất phụ thuộc vào tỷ tốc ns của máy bơm. Hình 2-5: Đường đặc tính của máy bơm li tâm hai cửa nước vào 10 Д - 6, n=1450 v/ph. Hình 2-6: Đường đặc tính của máy bơm li tâm hai cửa nước vào 12 Д - 9, n = 1450 v/ph Trong thí dụ này chúng ta dùng phương pháp gọt đường kính bánh xe công tác của máy bơm 10 Д - 6 để máy bơm đó cung cấp chính xác lưu lượng và cột nước thiết kế mà đề bài đã yêu cầu: a) Trước hết phải tính đường kính bánh xe công tác cần thiết (sau khi gọt) tỷ lệ % gọt và vẽ lại đường đặc tính ứng với đường kính mới của máy bơm 10 Д - 6; n = 1450 v/ph. Từ kí hiệu máy bơm Liên Xô (cũ) 10 Д - 6 ta có: ns = 6 x 10 = 60 v/ph < 200 v/ph nên dùng công thức sau: = iD; = i2D; = i3D Trong đó: iD = D2: Đường kính cửa ra của bánh xe công tác trước khi gọt (bánh xe mẫu), ở đây D2 = 465 mm Dg: Đường kính cửa ra của bánh xe công tác sau khi gọt (bánh xe thực). Từ các quan hệ trên ta có thể viết: Tự cho H các giá trị ta xác định được các giá trị của Q tương ứng (Q = 22,4). Kết quả ghi trong bảng dưới đây: H (m) 0 10 20 30 40 50 60 Q (l/s) 0 71 100 123 142 158 173 Đường Parabol này sẽ cắt đường đặc tính Q ~ H ứng với đường kính D2 = 465 mm (đường đặc tính mẫu) tại điểm E có toạ độ: QE = 167 l/s; HE =56 m (hình 2-5). Thay vào công thức kinh nghiệm trên ta sẽ tìm được đường kính cửa ra của bánh xe sau khi gọt Dg: Hay Dg = b) Tỷ lệ phần trăm gọt bánh xe bằng: x 100 = 10,3% < 20%. Như vậy cho phép gọt đường kính bánh xe công tác của máy bơm 10 Д -6, n = 1450 v/ph ứng với đường kính mới Dg = 417 mm. Sử dụng các công thức gần đúng sau để vẽ lại đường đặc tính máy bơm: - Máy bơm có ns = 60 v/ph, mức độ gọt 10,3% nên hiệu suất sẽ giảm đí 1% - Vì số vòng quay của máy bơm không đổi (n = 1450 v/ph) mà ta chỉ gọt đường kính ở cửa ra của bánh xe công tác nên không làm tăng hoặc giảm áp lực ở cửa vào của bánh xe, do đó cột nước chân không cho phép [H]CK của máy bơm không thay đổi. Kết quả tính lại đường đặc tính của máy bơm ghi ở bảng dưới: D 2 = 465 m Dg = 417 mm Q (l/s) H (m) N (KW) h (%) Q (l/s) Hg (m) Ng (KW) hg (%) 0 68 30 0 0 55 22 0 50 75 65 55 45 61 47,5 54 100 72 98 74 90 58 72 73 150 60 120 75 135 48,5 88 74 200 42 140 58 180 34 102 57 Dựa vào kết quả trong bảng ta sẽ vẽ được đường đặc tính mới của máy bơm 10 Д -6, n = 1450 v/ph, Dg = 417 mm trình bày bằng đường chấm (hình 2-5) Thí dụ 3: Đề: Chọn máy bơm theo số liệu sau đây: - Cột nước thiết kế HTK = 30 m - Lưu lượng thiết kế QTK = 100 l/s Bài giải: Trên các biểu đồ sản phẩm ta thấy không có một loại máy bơm nào thoả mãn các số liệu thiết kế trên. Trong trường hợp này ta phải chọn máy bơm ở gần điểm thiết kế nhất làm mẫu, rồi hoặc thay đổi số vòng quay n hoặc gọt bánh xe công tác để máy bơm chọn máy bơm nào chỉ cần giảm số vòng quay xuống một chút, vì trong trường hợp này không cần phải có sự thoả thuận của nhà máy chế tạo máy bơm và độ bền, còn trường hợp tăng số vòng quay thì phải được sự thoả thuận của nhà máy. Trong bài này chúng ta chọn máy bơm 10 Д - 9 có số vòng quay n = 1450 v/ph làm may bơm mẫu, sau đó giảm số vòng quay để máy bơm 10 Д - 9 cung cấp đủ lưu lượng thiết kế QTK = 100 l/s và cột nước thiết kế HTK = 30 m (loại máy bơm này tra trên biểu đồ sản phẩm hình 2 - 18). Trước hết phải tìm số vòng quay mới và vẽ lại đường đặc tính tương ứng với số vòng quay đó cho máy bơm 10Д -9. Khi thay đổi số vòng quay thì các đường đặc tính của máy bơm sẽ thay đổi tuân theo định luật đồng dạng, biểu thị bằng các hệ thức sau: n: Số vòng quay của máy bơm mẫu n = 1450 v/ph - nTK: Số vòng quay mới cần phải tìm để máy bơm đáp ứng được yêu cầu thiết kế Từ công thức đồng dạng trên có thể xác định: Vẽ đường Parabol có phương trình: Q = K Với K = Toạ độ các điểm của đường Parabol Q = 18,25 ghi bảng: H (m) 0 10 20 30 40 50 60 Q (l/s) 0 57,6 81,5 100 115,5 129 142 Đường Parabol này cắt đường đặc tính H = f(Q) ứng với số vòng quay n = 1450 v/ph ở điểm E (hình 2 -7) có toạ độ QE = 120 l/s; HE = 43 m. QE và HE chính là trị số Q, H trong công thức A mà ta cần tìm. Vậy: ntk = 1450 x = 1210 v/ph hay ntk = 1450 x = 1210 v/ph áp dụng định luật đồng dạng để vẽ lại đường đặc tính của máy bơm ứng với số vòng quay mới nTK = 1210 v/ph. Coi hiệu suất h của máy bơm không thay đổi (h = cost) khi số vòng quay thay đổi Ta rút ra được: Qi = in x Q; Hi = i2n x H; N1 = i3nx N; với in = = Trong đó Q, H, N, [HCK] là lưu lượng, cột nước, công suất và độ cao chân không cho phép của máy bơm mẫu 10 Д -9 có số vòng quay n = 1450 v/ph tra trên đường đặc tính (đường liền nét hình 2-7). Qi, Hi, Ni, [HCKi] là lưu lượng,cột nước, công suất và độ cao chân không cho phép của máy bơm mới 10 Д -9 có số vòng quay NTK = 1450 v/ph. in = = 0,835; i2n =0,70; i3n = 0,58 Kết quả tính toán ghi ở bảng dưới. N = 1450 v/ph nTK = 1210 v/ph Q (l/s) H (m) N (kw) [HCK] (m) h (%) Q (l/s) Hi (m) Ni (kw) [HCKi] (m) h (%) 0 47,5 30 0 0 33,4 17,4 0 20 47,5 32 30 16,7 33,4 18,6 30 40 47,4 37,5 50 33,4 33,3 21,7 50 60 47 44 60 50 33,0 25,5 60 80 46 51 8 70 66,7 32,2 29,5 8,60 70 100 45 57,5 7,9 77 83,5 31,5 33,4 8,53 77 120 42,5 63 7,6 80 100 29,7 36,5 8,32 80 140 40 68 7,3 80 117 28 39,5 8,2 80 160 36 72 6,6 79 133 25,2 41,5 7,62 79 180 29 75 70 150 20,4 43,5 70 Với kết quả tính toán ta sẽ vẽ được đường đặc tính mới của máy bơm 10 Д -9 khi giảm số vòng quay xuống n = 1210 v/ph (trình bày bằng đường chấm chấm hình 2-7). Hình 2-7: Đường đặc tính của máy bơm ly tâm hai cửa nước vào 10 Д -9. Điểm công tác của máy bơm 10 Д -9 ; n = 1210 v/ph là: Q = 100 l/s; H = 30m; N = 36 KW; [HCK] = 8,32 m; h = 80%. Thí dụ 4: Đề: Chọn loại máy bơm theo các số liệu sau: - Lưu lượng thiết kế QTK = 9 m3/S - Cột nước thiết kế HTK = 18m Bài giải Dựa vào sản phẩm của máy bơm hướng trục (hình 2-19) ta chọn được loại máy bơm OII3 - 145; n = 428 v/ph. Loại máy bơm này chưa có đường đặc tính kỹ thuật mà chỉ cố đường đặc tính không thứ nguyên vẽ với các quan hệ sau: KH ~ Kq; KDh ~Kq; và h ~q (hình 2-8) Các hệ số không thứ nguyên trên được thiết lập bởi công thức: KH = ; Kq = ; KDh = Trong công thức đó: n': Số vòng quay của bánh xe trong 1 giây D: Đường kính bánh xe công tác của máy bơm (m) KH, Kq, KDh hệ số cột nước, hệ số lưu lượng và hệ số độ dư khí thực. H, Q, Dh là cột nước, lưu lượng, độ dư khí thực cho phép của máy bơm cần phải tính toán. Hình 2-8: Đường đặc tính không thứ nguyên của máy bơm hướng trục OII3. Dựa vào các công thức trên ta xác định các công thức H, Q và Dh cho máy bơm OII3 - 145; n = 428 v/ph và vẽ đường đặc tính kỹ thuật của máy bơm đó. Q = n' x D3 x Kq = x 1,453 x Kq = 21,7 Kq (m3/s) H = n'2 x D2 x KH = x 1,452 x KH = 107 KH H = n'2 x D2 x KDH = x 1,452 x KDH = 107 KDH Giả thiết hiệu suất h không thay đổi, để vẽ được dễ dàng không bị nhầm lẫn ta lấy Kq, KH ở giao điểm của h với đường KH ~ Kq và giao điểm của KDh với đường KH ~ Kq của từng góc nghiêng cánh quạt q. Kết quả tra và tính toán ở bảng 4a, 4b, 4c, 4d. Theo số liệu của hai bảng 4c, 4d vẽ lên cùng một biểu đồ đó ta sẽ được đường đặc tính kỹ thuật có thứ nguyên của máy bơm OII3 - 145, n = 428 v/ph (hình 2-9) Hình 2-9: Đường đặc tính kỹ thuật có thứ nguyên của máy bơm hướng trục OII3-145, n = 428 v/ph. Đường đặc tính không thứ nguyên của máy bơm OII3 h (%) q = - 40 q = - 20 q = - 00 q = - 1030 q = + 40 Kq KH Kq KH Kq KH Kq KH Kq KH 75 0.275 0.202 0.292 0.211 0.313 0.220 0.326 0.225 0.348 0.232 78 0.295 0.196 0.312 0.206 0.332 0.215 0.347 0.221 0.368 0.229 80 0.380 0.191 0.325 0.202 0.345 0.212 0.359 0.218 0.378 0.226 82 0.322 0.184 0.340 0.197 0.355 0.208 0.370 0.215 0.390 0.224 84 0.341 0.171 0.356 0.190 0.372 0.202 0.385 0.210 0.404 0.220 86 - - 0.376 0.180 0.388 0.195 0.400 0.205 0.418 0.216 87 - - - - 0.400 0.187 0.410 0.198 0.430 0.211 87 - - - - 0.420 0.173 0.440 0.176 0.472 0.183 86 - - 0.398 0.161 0.428 0.164 0.451 0.168 0.480 0.175 84 0.380 0.140 0.411 0.145 0.443 0.150 0.464 0.154 0.492 0.163 82 0.388 0.130 0.420 0.135 0.450 0.140 0.470 0.145 0.500 0.153 80 0.395 0.120 0.428 0.127 0.459 0.132 0.418 0.137 0.505 0.145 78 0.402 0.112 0.433 0.118 0.464 0.124 0.484 0.130 0.512 0.137 75 0.408 0.105 0.440 0.110 0.470 0.116 0.490 0.121 0.518 0.129 Bảng tra 4b: Đường đặc tính không thứ nguyên của máy bơm OII3 h (%) q = - 40 q = - 20 q = - 00 q = - 1030 q = + 40 Kq KH Kq KH Kq KH Kq KH Kq KH 0.152 0.220 0.218 0.254 0.220 0.312 0.220 0.350 0.220 0.430 0.212 0.138 0.240 0.215 0.275 0.216 0.332 0.216 0.371 0.214 0.460 0.195 0.125 0.260 0.210 0.300 0.210 0.350 0.210 0.395 0.207 0.450 0.176 0.111 0.280 0.202 0.320 0.204 0.370 0.203 0.410 0.197 - - 0.097 0.310 0.191 0.350 0.192 0.400 0.188 - - - - 0.097 0.371 146 0.416 0.141 0.450 0.143 - - - - 0.111 0.385 133 0.426 0.128 0.463 0.125 0.481 0.130 - - 0.125 0.390 128 0.431 0.120 0.470 0.115 0.495 0.112 0.530 0.109 0.138 0.394 123 0.434 0.116 0.475 0.109 0.502 0.105 0.540 0.100 0.152 0.398 0.119 0.441 0.110 0.480 0.100 0.508 0.096 0.543 0.088 Bảng 4c: Đường đặc tính không thứ nguyên của máy bơm OII3 h (%) q = - 40 q = - 20 q = - 00 q = - 1030 q = + 40 Q m3/s H m Q m3/s H m Q m3/s H m Q m3/s H m Q m3/s H m 75 5.97 21.5 6.35 22.6 6.80 22.5 7.08 24.1 7.55 24.8 78 6.40 21.0 6.77 22.0 7.20 23.0 7.55 23.6 8.00 24.5 80 6.70 20.4 7.05 21.6 7.50 22.7 7.75 23.3 8.20 24.2 82 7.40 19.7 7.40 21.0 7.70 22.3 8.04 23.0 8.45 24.0 84 7.40 18.3 7.74 20.31 8.08 21.6 8.36 22.5 8.75 23.5 86 - - 8.16 19.3 8.44 2.08 8.70 22.0 9.20 23.1 87 - - - - 8.70 20.0 8.90 21.2 9.35 22.6 87 - - - - 9.12 18.5 9.55 18.8 10.2 19.6 86 7.40 - 8.65 17.2 9.30 17.6 9.80 18.0 10.4 18.7 84 8.25 15.0 8.94 15.5 9.61 16.0 10.1 16.5 10.65 17.4 82 8.44 13.9 9.12 14.5 9.78 15.0 10.2 15.5 10.85 16.45 80 8.58 12.8 9.30 13.54 9.95 14.1 10.38 14.7 11.0 15.5 78 8.75 12.0 9.40 12.62 10.1 13.3 10.5 13.9 11.1 14.7 75 8.86 11.25 9.55 11.75 10.25 12.4 10.62 13.0 11.25 13.8 Bảng tra 4d: Đường đặc tính không thứ nguyên của máy bơm OII3 h (%) q = - 40 q = - 20 q = - 00 q = - 1030 q = + 40 Q m3/s H m Q m3/s H m Q m3/s H m Q m3/s H m Q m3/s H m 16.3 4.78 23.3 5.50 23.5 6.77 23.5 7.60 23.5 9.34 22.7 14.8 5.20 23.0 5.96 23.1 7.20 23.1 8.05 22.9 10.0 20.5 13.4 5.65 22.5 6.50 22.5 7.60 22.5 8.57 22.1 10.4 18.8 11.9 6.08 21.6 6.94 21.8 8.05 21.7 8.90 21.1 - - 10.4 6.74 20.4 7.60 20.5 8.70 20.1 - - - - 10.4 8.05 15.6 9.04 15.1 9.76 15.3 - - - - 11.9 8.35 14.2 9.25 13.7 10.05 13.4 10.43 13.9 - - 13.4 8.48 13.7 9.35 12.8 10.2 12.3 10.75 12.0 11.5 11.7 14.8 8.56 13.2 9.40 12.4 10.3 11.7 10.9 11.2 11.7 10.7 16.3 8.65 12.7 9.55 11.7 10.4 10.7 11.0 10.2 11.75 9.40 Thí dụ 5: Đề: Chọn loại máy bơm theo số liệu sau: - Lưu lượng thiết kế QTK = 3,8 m3/s - Cột nước thiết kế HTK = 11m Bài giải: Trong biểu đồ sản phẩm không có một loại máy bơm nào phù hợp với yêu cầu thiết kế trên. Trường hợp này có thể chọn một máy bơm ở gần điểm thiết kế làm máy bơm mẫu, dựa vào đó chế tạo máy bơm mới đồng dạng với nó. Từ biểu đồ sản phẩm của máy bơm kiểu OII (hình 2-19) ta chọn máy bơm OII2 - 87 n = 585 v/ph làm máy bơm mẫu có điểm công tác ứng với hiệu suất cao nhất hmax = 0,87 là QmA = 2,84 m3/s; HmA = 13m; nm = 585 v/ph đường kính bánh xe công tác Dm = 0,87 m. Dựa vào công thức của định luật đồng dạng tính các tham số cơ bản của máy bơm mới như vòng quay n, đường kính bánh xe công tác và vẽ đường đặc tính kỹ thuật của máy bơm mới đó. 1) Tính toán số vòng quay n: in = Vậy n = in x nm = 0,76 x 585 = 445 v/ph. 2) Tính toán đường kính bánh xe công tác D: iD = D = iD x Dm = 1,19 x 0,87 = 1,04m hay 104 cm Như vậy số hiệu của máy bơm bây giờ sẽ là: OII2 - 104 n = 445 v/ph Từ đường đặc tính kỹ thuật của máy bơm mẫu OII2 -87 n = 585 v/ph (hình 2-10) tính toán và vẽ đường đặc tính kỹ thuật của máy bơm mới OII2 - 104 n = 445 v/ph công thức tính toán: Q = i3D x in x Qmi = 1,193 x 0,76 x Qmi = 1,29 Qmi H = i2D x i2n x Hmi = 1,192 x 0,762 x Hmi = 0,823 Hmi Dh = i2D x i2n x Dhmi = 0,823 Dhmi h = 1 - (1 - hmi) x h = 1 (1 - hmi) x 0,98 Trong các công thức trên: Q, H, Dh, h là lưu lượng, cột nước, độ dư khí thực cho phép và hiệu suất của máy bơm mới OII2-104 n = 445 v/f. Qmi, Hmi, Dhmi, hmi là lưu lượng, cột nước, độ dư khí thực cho phép và hiệu suất của máy bơm mẫu OII2-87 n = 585 v/f. Hình 2-10: Đường đặc tính kỹ thuật của máy bơm hướng trục đứng OII2 - 87 n = 585 v/ph. Hình 2-11: Đường đặc tính kỹ thuật của máy bơm OII2 - 104 n = 445 v/ph Bảng 5a: Đường đặc tính kỹ thuật của máy bơm OII2-87 n = 585 v/f (Quan hệ Q ~ H ~h) h (%) q = - 80 q = - 60 q = - 40 q = -20 q = 00 q =+20 Q m3/s H m Q m3/s H m Q m3/s H m Q m3/s H m Q m3/s H m Q m3/s H m 78 1,88 14,3 1,98 15,1 2,05 15,70 2,20 16,30 2,30 16,90 2,45 17,50 80 1,95 14,0 2,08 14,8 2,15 15,40 2,28 16,00 2,40 16,70 2,52 17,30 82 2,05 13,3 2,15 14,3 2,25 15,10 2,35 15,80 2,48 16,40 2,60 17,00 84 2,16 12,5 2,25 13,8 2,32 14,70 2,45 15,35 2,58 16,00 2,72 16,70 85 2,26 11,8 2,32 13,3 2,40 14,20 2,52 15,00 2,65 15,80 2,77 16,40 86 - - 2,44 12,7 2,50 13,60 2,60 14,50 2,72 15,20 2,86 16,00 87 - - - - - - - - 2,87 14,60 2,97 15,30 87 - - - - - - - - 3,11 12,80 3,30 13,00 86 - - 2,6 11,2 2,8 11,0 3,03 11,20 3,26 11,60 3,43 11,80 85 2,35 10,8 2,68 10,3 2,88 10,30 3,10 10,40 3,32 10,70 3,51 11,10 84 2,45 9,9 2,72 9,8 2,92 9,80 3,13 10,00 3,36 10,80 3,55 10,70 82 2,53 8,8 2,80 8,4 3,00 9,00 3,20 9,30 3,43 9,70 3,60 10,00 80 2,60 8,2 2,85 8,2 3,05 8,40 3,27 8,70 3,49 9,00 3,70 9,30 78 2,68 7,5 2,91 7,6 3,10 7,70 3,32 8,00 3,54 8,30 3,73 8,70 Bảng 5b: Đường đặc tính kỹ thuật của máy bơm OII2-87 n = 585 v/f (Q ~ H ~Dh) h (%) q = - 80 q = - 60 q = - 40 q = -20 q = 00 q =+20 Q m3/s H m Q m3/s H m Q m3/s H m Q m3/s H m Q m3/s H m Q m3/s H m 13 - - - - 2,04 15,80 2,38 15,80 2,68 15,70 3,00 15,40 12 - - 1,85 15,5 2,14 15,40 2,45 15,30 2,72 15,10 3,05 14,80 11 1,62 15,2 2,00 15,0 2,28 15,00 2,58 14,80 2,87 14,60 3,20 13,80 10 1,75 14,8 2,10 14,5 2,40 14,30 2,70 14,10 3,00 13,70 3,25 12,50 9 1,88 14,3 2,25 13,9 2,50 16,60 2,82 13,00 3,25 11,70 - - 8,5 1,97 13,8 2,32 13,3 2,63 12,70 3,00 11,70 - - - - 8 2,06 13,3 2,42 12,6 2,75 11,70 - - - - - - 8,5 2,40 10,5 2,80 9,10 3,00 9,00 - - - - - - 9 2,43 10,0 2,82 8,50 3,06 8,30 3,24 8,90 - - - - 10 2,50 9,5 2,85 8,20 3,09 8,00 3,32 8,00 3,49 9,00 - - 11 2,51 9,0 2,91 7,60 3,12 7,40 3,36 7,40 3,60 7,80 3,73 8,70 12 2,52 8,7 2,94 7,20 3,18 7,00 3,40 7,00 3,63 7,30 3,80 8,00 13 2,60 8,1 2,96 6,80 3,20 6,60 3,44 6,70 3,68 7,00 3,82 7,70 Bảng 5c: Đường đặc tính kỹ thuật của máy bơm OII2-104 n = 445 v/f (Q ~ H ~Dh) h (%) q = - 80 q = - 60 q = - 40 q = -20 q = 00 q =+20 Q m3/s H m Q m3/s H m Q m3/s H m Q m3/s H m Q m3/s H m Q m3/s H m 78,4 2,42 11,8 2,55 12,4 2,64 12,9 2,83 12,4 2,96 13,9 3,16 14,4 80,4 2,50 11,5 2,68 12,2 2,77 12,7 2,90 13,2 3,10 13,7 3,25 14,2 82,4 2,64 10,9 2,77 11,8 2,90 12,4 3,00 13,0 3,20 13,5 3,35 14,0 84,4 2,78 10,3 2,90 11,4 2,98 12,1 3,15 12,6 3,32 13,2 3,50 13,7 85,3 2,91 9,70 2,98 10,9 3,10 11,7 3,24 12,3 3,42 13,0 3,57 13,5 86,2 - - 3,40 10,5 3,22 11,2 3,35 12,0 3,50 12,5 3,68 13,2 87,2 - - - - - - - - 3,70 12,0 3,82 12,6 87,2 - - - - - - - - 4,00 10,5 4,25 10,7 86,2 - - 3,34 9,20 3,60 9,05 3,90 9,20 4,20 9,55 4,43 9,70 85,3 3,03 8,90 3,45 8,50 3,71 8,50 4,00 8,55 4,28 8,90 4,51 9,14 84,4 3,14 8,14 3,51 8,05 3,76 8,05 4,04 8,23 4,34 8,50 4,54 8,80 82,4 3,25 7,25 3,61 7,30 3,86 7,40 4,12 7,05 4,44 8,00 4,65 8,23 80,4 3,35 6,73 3,67 6,75 3,93 6,95 4,20 7,14 4,50 7,40 4,76 7,65 78,4 3,42 6,17 3,75 6,25 4,00 6,35 4,28 6,60 4,56 6,84 4,80 7,15 Bảng 5d: Đường đặc tính kỹ thuật của máy bơm OII2-104 n = 445 v/f (Q ~ H ~Dh) h (%) q = - 80 q = - 60 q = - 40 q = -20 q = 00 q =+20 Q m3/s H m Q m3/s H m Q m3/s H m Q m3/s H m Q m3/s H m Q m3/s H m 10,7 - - - - 2,63 13,00 3,05 13,00 3,45 12,90 3,87 12,70 9,9 - - 2,39 12,8 2,76 12,70 3,56 12,60 3,56 12,40 3,94 12,20 9,06 2,09 12,5 2,58 12,3 2,94 12,70 3,72 12,20 3,70 12,00 4,13 11,40 8,23 2,26 12,2 2,71 11,9 3,10 11,80 3,87 11,6._.0 3,87 11,30 4,30 10,30 7,4 2,42 11,8 2,90 11,5 3,22 11,80 3,62 10,07 4,20 9,60 - - 7,0 2,54 11,4 3,00 11,0 3,38 11,20 3,86 9,60 - - - - 6,6 2,66 11,0 3,12 10,4 3,54 10,05 - - - - - - 6,6 3,09 8,65 3,60 7,50 3,86 9,60 - - - - - - 7,0 3,13 8,23 3,62 7,00 3,94 7,40 4,18 - - - - - 7,4 3,22 7,80 3,68 6,75 4,00 6,80 4,28 7,40 4,50 7,40 - - 8,23 3,24 7,40 3,75 6,25 4,02 6,10 4,33 6,40 4,65 6,40 4,80 7,15 9,06 3,25 7,15 3,79 5,93 4,10 5,56 4,38 6,00 4,70 6,00 4,90 6,60 9,9 3,35 6,66 3,80 5,60 4,13 5,44 4,45 5,75 4,75 5,75 4,92 6,34 Đem kết quả ở bảng 5c, 5d vẽ lên cùng một đồ thị ta sẽ được Đường đặc tính kỹ thuật của máy bơm OII2-104 n = 445 v/f (hình 2-11). Bài tập số 4: Cách chọn cao trình đặt máy cho trạm bơm Trong thiết kế trạm bợm, việc chọn cao trình đặt máy bơm có một ý nghĩa quan trọng về kinh tế và kỹ thuật. Nếu cao trình đặt máy thấp, khả năng chống khí thực tốt, tăng tuổi thọ máy bơm nhưng kinh phí xây dựng sẽ tăng lên. Trường hợp ngược lại, cao trình đặt máy cao, kinh phí xây dựng thường giảm nhưng dễ dàng phát sinh hiện tượng khí thực làm hư hỏng máy bơm hoặc bơm không được nước. Vì vậy cần phải chọn một cao trình đặt máy hợp lý. Công thức chung để tính cao trình đặt máy cho các loại máy bơm dùng trong nông nghiệp là: Zđm = Zbhmin + [hs] Trong công thức trên: - Zđm: Cao trình đặt máy - Zbh min: Cao trình mực nước thấp nhất ở bể hút, tuỳ theo nhiệm vụ của trạm bơm mà xác định. Đối với trạm bơm tưới, tuỳ theo vị trí và tầm quan trọng của khu vực trạm bơm phụ trách đối với nền kinh tế quốc dân mà chọn mực nước của một chân triều thấp nhất mực nước bình quân của một ngày thấp nhất hay mực nước bình quân của ba ngày thấp nhất hằng năm ứng với tần suất 85% đến 95%. Đối với trạm bơm tiêu thì mực nước thấp nhất có thể lấy trong hai trường hợp: a) Bảo đảm tiêu cạn nước khu ruộng thất nhất và xa nhất của khu vực. b) Tiêu hết dung tích trữ của ao hồ (đến mực nước chết của ao hồ) trong khu vực. - [hs]: độ cao hút nước địa hình cho phép của máy bơm (m) Cao trình đặt máy được chọn phải thấp hơn cao trình đặt máy tính toán từ độ cao hút nước địa hình cho phép [hs] ứng với các trường hợp thiết kế (HTK) và kiểm tra (Hmax, Hmin). Sau đây là một số bài tập mẫu về chọn cao trình đặt máy cho máy bơm. Bài tập số 4 -1: Đề: Hãy tính cao trình đặt máy cho máy bơm ly tâm hai cửa nước vào kiểu 10 Д -6 n= 1450 v/ph theo các số liệu sau: - Lưu lượng thiết kế: QTK = 125 l/s - Cột nước thiết kế: HTK = 66 m - Cột nước lớn nhất Hmax = 68 m - Cột nước nhỏ nhất Hmin = 64 m - Mực nước thấp nhất ở bể hút: Zbh min = + 18 m - Mực nước cao nhất ở bể hút: Zbh max = + 22m - Nhiệt độ trung bình của nước bơm lên là 250C - Cột nước tổn thất vì ma sát trong ống hút của máy bơm h = 0,85 m Bài giải: Cao trình đặt máy của máy bơm tính theo công thức: Zđm = Zbhmin + [hs] Trong đó: - Zbhmin = + 18 m Cột nước hút cho phép [hs] tính theo công thức: [hs] = [HCK] - 10 + Hat + 0,24 - Hbh - - h t.o.h - [HCK]: Cột nước chân không cho phép của máy bơm. Từ QTK = 125 l/s tra trên đường đặc tính kỹ thuật của máy bơm 10 Д -6 (hình 2-5) được [HCK] = 6m - Hat: Cột nước áp lực khí trời trên mặt thoáng của bể hút có thể tính theo công thức sau: Hat = 10,33 - = 10,33 - = 10,31 m. - Hbh: Cột nước áp lực bốc hơi của nước bơm lên, căn cứ vào: t = 250, tra bảng phụ lục Hbh = 0,34 m. - Vvào = m/s. Q: Lưu lượng của bơm, với HTK thì Q = 0,125 m3/S Dv: Đường kính cửa vào của máy bơm Đối với máy bơm 10 Д-6 thì Dv = 10 x 25 = 250 mm = 0,25 m Vv = = 2,55 m/s - htoh: Cột nước tổn thất trong ống hút, htoh = 0,85m Thay các giá trị vào ta có: [hs] = 6-10+10,31+0,24-0,34- - 0,85 = 5,03m và: = 18 + 5,23 = 23,03 Kiểm tra lại cao trình đặt máy này khi máy bơm làm việc trong các trường hợp đặc biệt. a - Trường hợp máy bơm làm việc với cột nước lớn nhất Hmax với Hmax = 68 m tra vào đường đặc tính được Q = 120 l/s và [HCK] = 6,2m Vv = = 2,45 m/s/ Giả thiết các giá trị của Hat, hbh, hsoh không đổi do đó. [hs] = 6,2 -10+10,31+0,24-0,34- - 0,85 = 5,2 lm và: Z'dm = 18 + 5,21 = 23,21 m So sánh Zđm = 23,21 m > ZTK đm = + 23,03. Máy bơm làm việc an toàn b- Trường hợp máy bơm làm việc với cột nước nhỏ nhất Hmin Với Hmin = 64m tra trên đường đặc tính được Q = 130 l/s và [HCK] = 5,9m Vv = = 2,65 m/s [hs] = 5,9 -10+10,31 + 0,24 -0,34 - - 0,85 = 4,9m Khi máy bơm làm việc với cột nước nhỏ nhất thì mực nước ở bể hút là lớn nhất, do đó: So sánh Zđm = 26,9 > ZTKđm = 23,03. Như vậy máy bơm làm việc an toàn trong mọi trường hợp. Chọn cao trình đặt máy thiết kế của trạm bơm bằng ZTK đm = 23,0m Bài tập 4-2: Đề: Tính cao trình đặt máy bơm ly tâm trục đứng kiểu 28B-12 theo các số liệu sau: - Lưu lượng thiết kế: QTK = 1,2m3/s - Cột nước thiết kế: HTK = 60 m - Cột nước lớn nhất: Hmax = 64 m - Cột nước nhỏ nhất: Hmin = 52 m - Cao trình mực nước thấp nhất ở bể hút Zbhmin = + 27m - Cao trình mực nước lớn nhất ở bể hút Zbhmax = + 30m - Nhiệt độ của nước bơm lên t = 300C - Cột nước tổn thất trong ống hút htoh = 0,60m Bài giải: Hình 2-12: Đường đặc tính kỹ thuật của máy bơm 28B-12 Tính độ cao hút cho phép [hs]: [hs] = [HCK]-10 +Hat + 0,24 - Hbh - -htoh Với QTK = 1,2m3/s tra trên đường đặc tính của máy bơm 28B -12 (hình 2-12) được [HCK] = 5,2m. Cột nước áp lực khí trời trên mặt thoáng của bể hút: Hat = 10,33 - = 10,30 m Với t0= 300C, tra bảng phụ lục được hbh = 0,43m Máy bơm kiểu 28B-12 thì Dv = 0,785 x 0,72 = 0,39m2. wv = 0,785 D2v = 0,785 x 0,72 = 0,39m2 Vv = = 3,1 m/s [hs] = 5,2 - 10+10,3+0,24-0,43- - 0,6 = 4,2 lm Cao trình đặt máy của máy bơm khi làm việc của cột nước thiết kế là: Zđm = 27 + 4,21 = 31,21 m Kiểm tra lại cao trình đặt máy này khi máy bơm làm việc với cột nước lớn nhất Hmax và cột nước nhỏ nhất Hmin. a) Trường hợp máy bơm làm việc với cột nước lớn nhất: Với Hmax = 64m tra trên đường đặc tính được Q = 1m3/S và [HCK] = 6m. Tốc độ tại cửa vào của máy bơm: Vvào = = 2,58 m/s [hs]' = 6-10+10,3+0,24-0,43 - = 0,6 = 5,17 m Z'dm = 27 + 5,17 = 32,17 m So sánh Z'đm = + 32,17 > Zdm = + 31,21 m b) Trường hợp máy bơm làm việc với cột nước nhỏ nhất: với Hmin = 52 m tra được Q = 1,4 m3/S ; [HCK] = 4,6 m Vvào = = 3,5m/s [hs]'' = 4,6 - 10+10,3 + 2,4 - 0,43 - = -0,6 = 4,04 m Z''dm = 30 + 4,04 = + 34,04 m Nhận xét: Kết quả tính toán ở trên đều cho kết quả [hs] > 0 và các trường hợp kiểm tra đều có Zidm > ZH tkdm chứng tỏ nếu chọn Zdm = + 31,20m làm cao trình đặt máy thiết kế cho trạm bơm thì máy bơm làm việc an toàn trong mọi trường hợp. Tuy nhiên máy bơm 28B-12 có QTK = 1,2m3/s thuộc loại máy bơm lớn, có đường kính ở cửa vào Dv = 0,7m, để không phải mồi nước tạo điều kiện cho vận hành, quản lý sau này, có thể hạ thấp cao trình đặt máy xuống dưới mực nước thấp nhất (Zhmin = + 27m) để bánh xe cánh quạt luôn ngập dưới nước (hs < 0). ZTKdm = Zbhmin - chiều cao bánh xe cánh quạt ằ + 26,6 m Bài tập 4-3: Đề: Chọn cao trình đặt máy thiết kế cho máy bơm hướng trục kiểu OII 2-87 n = 585 v/f xem đường đặc tính (hình 2-10) theo các số liệu sau: - Lưu lượng thiết kế: QTK = 2,8m3/s - Cột nước thiết kế: HTK = 13 m - Cột nước lớn nhất: Hmax = 14 m - Cột nước nhỏ nhất: Hmin = 12 m - Mực nước thấp nhất ở bể hút Zbhmin = + 9m - Mực nước lớn nhất ở bể hút Zbhmax = + 11m - Nhiệt độ của nước bơm lên t = 300C - Cột nước tổn thất trong ống hút htoh = 0,5m - Nhà máy chế tạo máy bơm yêu cầu dìm cánh quạt xuống dưới mực nước thấp nhất ở bể hút một độ sâu hoyc = -1m Bài giải: Với QTK = 2,8m3/s và HTK = 13, điểm công tác nằm trên đường Q ~ H ứng với góc nghiên q = -20 (hình 2-10). Ta chọn đường đặc tính Q ~ H ứng với q = -20 làm đường đặc tính H = f(Q) thiết kế. Đối với máy bơm hướng trục đứng thì xác định cao trình đặt máy theo hai điều kiện: 1) Điều kiện thứ nhất là đảm bảo máy bơm không sinh ra hiện tượng khí thực khi làm việc với cột nước thiết kế, [hs] tính theo công thức: [hs] = Hat - Hbh - htoh - [Dh] (m) Trong đó Hat, Hbh xác định như ở thí dụ 1. Hat = 10,33 - = 10,32 m với t0 = 300c tra bảng phụ lục được hbh = 0,43m Dựa vào HTK = 13m tra vào đường đặc tính Q ~ H ứng với góc q = -20 được [Dh] = 9m thay vào ta có: [hs] = 10,32 - 0,43 - 0,5 - 9,0 = 0,39m. Cao trình đặt máy sẽ là: Zđm1 = 9 + 0,39 = 9,39 m 2) Điều kiện thứ hai là đảm bảo điều kiện hsyc = -1m: Zdm2 = Zbhmin + hsyc = 9-1 = + 8m. ………. + 8 làm cao trình đặt máy thiết kế ZTKdm Kiểm tra cao trình đặt máy ứng với các trường hợp bất thường (Hmax, Hmin). a - Trường hợp máy bơm làm việc với cột nước lớn nhất Hmax: với Hmax = 14m tra trên đường đặc tính H = f(Q) ứng với góc q = -20 được [Dh]' = 9,8m. Coi Hat, Hbh, htoh như trên ta có: [hs]' = 10,32 - 0,43 - 0,5 - 9,8 = -0,41m và Z'dm = 9,0 + (-0,41) = + 8,59 m Nhận xét: Z'dm = + 8,59m > ZTK dm = + 8 b. Trường hợp máy bơm làm việc với cột nước nhỏ nhất Hmin: Với Hmin = 12m tra trên đường đặc tính H = f(Q) ứng với góc q = -20 được [Dh]'' = 8,6m. [hs]'' = 10,32 - 0,43 - 0,5 - 8,6 = + 0,79 m Z''dm = 11 + 0,79 = + 11,79m Nhận xét: Z''dm = 11,79 > ZTKdm = + 8. Như vậy máy bơm làm việc an toàn trong một trường hợp. Chọn cao trình đặt máy thiết kế cho trạm bơm ZTK dm = + 8m là hợp lý. Bài tập 4-4: Đề: Chọn cao trình đặt máy bơm hướng trục đứng kiểu OII 3-87 n = 730 v/f theo cá số liệu sau: - Lưu lượng thiết kế: QTK = 3,5m3/s - Cột nước thiết kế: HTK = 20 m - Cột nước lớn nhất: Hmax = 21,3 m - Cột nước nhỏ nhất: Hmin = 19 m - Nhà máy chế tạo bơm yêu cầu dìm cánh quạt của máy bơm OII 3-87 xuống dưới mực nước thấp nhất ở bể hút một độ sâu hsyc = -2m. Các tài liệu về mực nước ở bể hút, nhiệt độ của nước, tổn thất cột nước ở ống hút… giống như ví dụ thứ 3. Hình 2-13: Đường đặc tính máy bơm OP 3-87 n = 730 v/f. Bài giải: Với QTK = 3,5 m3/s, HTK = 20m trên đường đặc tính của máy bơm OII 3-87 n = 730v/f. Điểm công tác nằm trên được đặc tính H =f(Q) ứng với góc nghiêng của cánh quạt q = 1073', sử dụng đường đặc tính đó để tính toán. 1- Tính cao trình đặt máy theo điều kiện đảm bảo máy bơm không sinh ra khí thực khi máy bơm làm việc với cột nước thiết kế. Dựa vào HTK = 20m tra vào đường đặc tính H =f(Q), q = 1073' được [Dh] = 11,5m ta có: [hs] = 10,32 - 0,43 - 0,5 - 11,5 = -2; 11m. và Z'dm = 9-2,11 = + 6,89m 2 - Tính cao trình đặt máy theo yêu cầu về độ ngập bánh xe cánh quạt do nhà máy chế tạo quy định: Z2dm = 9-2 = + 7,0m. Để thoả mãn cả hai điều kiện trên chọn:ZTKdm = + 6,89 3- Kiểm tra cao trình đặt máy thiết kế trong các trường hợp bất thường: a, Trường hợp máy bơm làm việc với cột nước lớn nhất Hmax: Với Hmax = 21,3m tra trên đường đặc tính Q ~ H ứng với q = 1030' được [Dh] =12m và Q = 4,3 m3/s. Coi Hat, hbh, Hmsoh không thay đổi nên: [hs]' = 10,32 - 0,43 - 0,5 - 12 = -2,61m. và Z'dm = 9 - 2,61 = + 6,39m. Nhận xét: Z'dm = + 6,39 < ZTKdm = + 6,89m Như vậy khi máy bơm làm việc với cột nước lớn nhất thì sẽ phát sinh hiện tượng khí thực, không an toàn cho máy. Trong trường hợp này để khắc phục có thể lợi dụng ưu việt của máy bơm loại OII là thay đổi được góc nghiêng của cánh quạt làm thay đổi đường đặc tính kỹ thuật của máy bơm. Chuyển góc nghiêng q từ 1030' sang q = 00. Từ đường H = f(Q) ứng với q = 00 ta có: với Hmax = 21,3m [Dh] = 11,0m và Q = 3,15m3/s. [hs]' q = 00 = 10,32 - 0,43 - 0,5 - 11 = -1,61m. Z'dmq = 00 = 9-1,61 = +7,39m. Nhận xét: Z'dmq = 00 = + 7,39 > ZTKdm = +6,89. Máy bơm làm việc an toàn. b. Trường hợp máy bơm làm việc với cột nước nhỏ nhất. Trường hợp này ta vẫn cho máy bơm làm việc với góc nghiêng của cánh quạt q = 1030 đúng như điều kiện tính toán. ứng với Hmin = 19m tra trên đường đặc tính H=f(Q) với q = 1030 được [Dh]'' = 11,3m [hs]'' = 10,32 - 0,43 - 0,50 -11,3 = -1,91m. Z''dm = 11-1,91 = + 9,09m Nhận xét: Z''dm = + 9,09 > ZTK dm = + 6,89 m Như vậy khi máy bơm làm việc với cột nước nhỏ nhất Hmin thì máy bơm không phải thay đổi góc nghiêng của cánh quạt. Qua kết quả tính toán ở trên ta thấy có thể chọn cao trình đặt máy thiết kế cho trạm bơm là + 6,89m, nhưng khi máy bơm làm việc với cột nước lớn nhất Hmax (trường hợp mực nước ở bể hút hạ thấp tới trị số +9) thì phải thay đổi góc nghiêng q của cánh quạt máy bơm từ q = 1030 xuống q = 00 để ngăn ngừa hiện tượng khí thực xuất hiện đảm bảo an toàn cho máy bơm. Lúc này lưu lượng của máy bơm sẽ giảm đi một lượng DQ = 3,4 - 3,15 = 0,25 m3/s Bài tập 4-5: Đề: Chọn cao trình đặt máy bơm hướng trục đứng kiểu CSV -1000 n = 585 v/f theo các số liệu sau: - Lưu lượng thiết kế: QTK = 2m3/s - Cột nước thiết kế: HTK = 8 m - Cột nước lớn nhất: Hmax = 8,7 m - Cột nước nhỏ nhất: Hmin = 7,5 m - Nhà máy chế tạo bơm yêu cầu cánh quạt xuống dưới mực nước thấp nhất của bể hút một độ sâu là hsyc = -1m… - Các tài liệu về mực nước ở bể hút, nhiệt độ của nước bơm lên, tổn thất cột nước ở ống hút…. giống như ở ví dụ thứ ba. Hình 2-14: Đường đặc tính công tác của máy bơm hướng trục đứng kiểu CSV - 1000 n = 585 v/f. Bài giải: Ta thấy đường đặc tính công tác của máy bơm CSV - 1000 không có đường quan hệ [Dh] ~ Q hay [HCK] ~ Q. Trường hợp này ta tính [Dh] = k. DHth; Với Dhth = sth.H Trong đó: K: hệ số dự trữ do điều kiện kỹ thuật ấn định, thường lấy K ³ 1,15. Dhth ; độ dự trữ khí thực của máy bơm H: Cột nước của máy bơm sth.: Hệ số khí thực tới hạn Đối với máy bơm hướng trục có thể dùng công thức kinh nghiệm của Viện nghiên cứu Thuỷ lực Liên xô (cũ): sth. = 2,05 . 10-4. n4/ss ns: hệ số tỷ tốc của máy bơm ta đang xét, xác định theo công thức ns = 3,65n n: Số vòng quay của máy bơm, ở đây n = 585 v/f. Q,H: Lưu lượng và cột nước tra trên đường đặc tính ứng với điểm công tác có hiệu suất cao nhất. Trong bài này ta thấy khi máy bơm làm việc với cột nước thiết kế HTK = 8,2m và QTK = 2m3/s, hiệu suất khá cao h = 0,825 nên tính ns theo những giá trị của Q và H này. Thay các giá trị vào ta có: ns = 3,65 x 585 x sth = 2,05 x 10-4 x 6154/3 = 1,04 1- Tính cao trình đặt máy theo điều kiện máy bơm không sinh ra khí thực khi làm việc với cột nước thiết kế. Độ dư khí thực cho phép tính theo công thức: [Dh] = k. sth. HTK = 1,15 x 1,04 x 8 = 9,57 m. Độ cao hút nước địa hình cho phép có giá trị [hs] = 10,32 - 0,43 - 0,5 - 9,57 = -0,18m và cao trình đặt máy là: Z'dm = 9-0,18 = +8,82 2- Tính cao trình đặt máy theo yêu cầu của nhà máy chế tạo máy bơm: Z2dm = 9 - 8 = +8 Để thoả mãn cả hai điều kiện chọn cao trình máy thiết kế cho trạm bơm là ZTKdm = +8. 3- Kiểm tra lại cao trình đặt máy thiết kế khi máy bơm làm việc trong các điều kiện bất thường: a. Khi máy bơm làm việc với cột nước lớn nhất: Với Hmax = 8,7m thì: Dh'th = 1,04 x 8,7 = 9,06m [Dh]' = 1,15 x 9,06 = 10,4m [hs]' = 10,32 - 0,43 - 0,50 - 10,4 = -1m. Z'dm = 9-1 = +8. So sánh Z'dm = ZTKdm = +8 b/ Trường hợp máy bơm làm việc với cột nước nhỏ nhất: với Hmin = 7,5m ta tính được: Dh''th = 1,04 x 7,5 = 7,8m [Dh]'' = 1,15 x 7,8 = 9m [hs]'' = 10,32 - 0,43 -0,50 -9 = + 0,39 Z'dm = 11 + 0,39 = + 11,39 Nhận xét: Máy bơm làm việc an toàn trong mọi trường hợp, chọn cao trình đặt máy thiết kế ZTKdm = +8 là hợp lý. Bài tập 5: Các trường hợp làm việc của máy bơm Đề 5-1: Người ta dùng 1 máy bơm 5H Д B n = 1450 v/f, đường đặc tính xem (hình 2-4), để bơm nước từ mực nước bể hút Zh = +42m lên bể tháo Zt = + 70m. Đường ống hút dài 30m, đường kính Dh = 250mm có lắp 1 van đáy dưới, 1 cút cong 90. Đường ống đẩy dài 200m, đường kính Dd = 200mm có lắp 1 van phẳng, 1 van 1 chiều (hình đĩa); 2 cút cong 300 cuối ống đẩy mở rộng từ 200mm lên 240mm và lắp 1 nắp đầu ống đẩy có bản lề trên. Miệng ống đẩy nằm thấp dưới mực nước bể tháo. 1) Vẽ đường đặc tính ống nước. 2) Tìm điểm công tác máy bơm và các thông số chạy máy Bài giải: 1) Đường đặc tính ống nước Hyc = f(Q): Cột nước yêu cầu có thể xác định bằng: Hyc = Hdh + ht. ở đây Hdh = Zt - Zh = 70 - 42 = 28m. ht: cột nước tổn thất đường ống: ht = hth + htd = ShQ2 + SdQ2. - Tổn thất trên đường ống hút: bao gồm tổn thất dọc đường htd, tổn thất van đáy có lưới htvl, tổn thất qua cút cong 900 ht900 và tổn thất co hẹp htc. hth = htd + ht vl + ht 900 + htc (1) Tổn thất dọc đường: htd = ở đây: +vh: lưu tốc trong ống hút Vh = + Lh, Dh: Đường kính ống hút + l hệ số sức cản dọc đường với ống thép đã dùng D = 250 mm, l = 0,027 htd = . = 68,59 Q2 (2) Tổn thất van đáy có lưới: htvl =xvl + Diện tích cửa van bằng diện tích ống hút: V = Vh = 20,38Q. + xvl lấy bằng 5. htvl = 5 = 105,85 Q2 (3) Tổn thất qua cút cong 900 ht900 =x900= = 0,3 = 6,35 Q2 với ống tròn = 1 -> x900= 0,3 (4) Tổn thất co hẹp (bỏ qua). Tổn thất trên đường ống hút: hth = (68,59 + 105,85 + 6,35) Q2 = 180,79Q2 - Tổn thất trên đường ống đẩy: bao gồm tổn thất dọc đường h = td, tổn thất van 1 chiều (htv) tổn thất 2 cút cong 300 (ht300), tổn thất mở rộng htmr, tổn thất ra và nắp htmr: htd = htd + htv + 2ht300 + htmr + htrn (1) Tổn thất dọc đường ống đẩy htd = Vd = = = 31,85 Qm/s Dd = 200 ống thép cũ l = 0,029. htd = . = 1499,4 Q2 (2) Tổn thất qua van phẳng khi mở hoàn toàn có hệ số x = 1,21 htv = 1,21 = 62,56 Q2 (3) Tổn thất qua 2 cút cong 300. 2ht300 = 2 x x300 = 2 x 0,17 = 17,58 Q2 (4) Tổn thất mở rộng: htmr = xmr V1: Lưu tốc trước khi mở rộng (V1 = 31,85 Q m/s) V2: Lưu tốc sau khi mở rộng V2 = = 22,12 Qm/s Góc mở rộng q = 12,50, xmr = 0,24 htmr = 0,24 = 1,16Q2 (5) Tổn thất ra ngập có nắp htr = xrn = 1,7 x = 42,39 Q2 Tổn thất ống đẩy: htd = (1499,4 + 62,56 + 17,58 + 1,16 + 42,39) Q2 = 1623,1 Q2 Tổn thất đường ống: ht = (180,8 + 1623,1)Q2 ằ 1804 Q2 - Cột nước yêu cầu: Hyc = 28 + 1804 Q2 - Vẽ đường đặc tính Hyc = f(Q) (Hình 2-14) Q l/s 0 20 40 60 80 100 Hyc (m) 28 28,72 30,89 34,49 39,54 46,04 2) Điểm công tác máy bơm Điểm A (hình 2-14) có Q = 59 l/s H = 34,3 m h = 70% [HCK] = 6,0m N = Đề 5-2: Sử dụng 2 máy bơm 5 H ДB, n = 1450 v/f ở bài tập 5-1 để làm việc trên 1 đường ống đẩy chung dài 200mm, đường kính Dd = 300mm, có lắp 1 van 1 chiều, 1 van phẳng, 2 cút cong 300 và nắp ống ặ 300mm. Mực nước bể hút Zh = +42m, mực nước bể tháo Zt = +70m. ống nối 2 máy bơm với đường ống đẩy chung lắp cùng cao trình + 45m. Đoạn ống đẩy riêng của từng máy bơm trước khi nối vào ống chung rất ngắn chỉ lắp 1 van phẳng. ống hút được lắp đặt như đề 5-1. 1/ Vẽ đường đặc tính làm việc chung của 2 máy bơm 2/ Tìm điểm công tác chung và điểm công tác của từng máy Bài giải: (Sơ đồ lắp hình 2-15) 1/ Vẽ đường đặc tính làm việc chung của 2 máy bơm Hình 2-14 Hình 2-15: Sơ đồ lắp song song l1 = l2 = 30m; lMN = 200m Do đường ống hút lắp đặt như bài tập 5-1, đoạn ống đẩy của từng máy trước khi nối vào ống chung ngắn không đáng kể nên tổn thất từ mực nước bể hút đến M bằng tổn thất trong ống hút. Từ kết quả ở bài tập 5-1. htl1 = htl2 = hth = 180,8Q2. áp lực tại M của từng máy bơm bằng: HM(Q) = H(Q) - HOM (Q) ở đây: H(Q): Đường đặc tính máy bơm 5H Д B. HOM(Q): Cột nước yêu cầu đáp ứng từ mực nước bể hút (o.o) đến M. HOM = 45 - 42 + 180,8Q2 = 3 + 180,8Q2. Vậy: HM = H(Q) - 3 - 108,8Q2 Kết quả tính toán ở bảng và đường đặc tính làm việc chung HMI+II ở hình 2-16 Bảng: Q (l/s) 0 20 40 60 80 H (m) 37,5 40 38,7 34 30 HOM (m) 3 3,07 3,29 3,65 4,16 HM (m) 34,5 36,93 35,71 30,35 25,84 2Q (l/s) 0 40 80 120 160 2/ Tìm điểm công tác: a) Đường đặc tính ống nước: Hyc = Hdh + ht MN = 70 - 45 + ht MN = 25 + ht MN ht MN: tổn thất cột nước ở đường ống chung ht MN = htd + htv + 2h t300 + ht rn Do cũng 1 đường kính nên có thể viết: htMN = Do đó: Hyc = 25 + 199,3 Q2. Q (l/s) 0 40 80 120 160 Hyc (m) 25 25,32 26,28 27,87 30,1 b) Điểm công tác khi làm việc chung A: HA = 28,50m ; QA = 0,135m3/s - Điểm công tác từng máy A1: HM = HA = 28,5m; H = 32,5m; Q = 0,0675m3/s h =68% (HCK) = 4,4m Hình 2-16: Hình 2-17: Biểu đồ sản phẩm máy bơm ly tâm công sơn một cấp loại K của Nga (Các hình chấm chấm biểu thị loại máy bơm sản xuất theo đơn đặt hàng riêng). Hình 2-19: Biểu đồ sản phẩm máy bơm trục đứng loại O và OP Hình 2-18: Biểu đồ sản phẩm máy bơm ly tâm một cấp có hai cửa nước vào loại Д và H Д của Nga. (Hình chấm chấm biểu thị loại máy bơm sản xuất theo đơn đặt hàng riêng). Phần thứ ba Đề tài đồ án môn học A. Mục đích và yêu cầu I. Mục đích Mục đích việc làm đồ án môn học trạm bơm là để sinh viên trực tiếp bắt tay vào tính toán thiết kế sơ bộ các phần chính của 1 trạm bơm. Thông qua đó mà củng cố được bài học, nắm được phương pháp tính toán, vận dụng các kiến thức đã học trong các môn học kỹ thuật cơ sở và chuyên môn để giải quyết các vấn đề kỹ thuật trong việc thiết kế trạm bơm 1 cách có hệ thống. Đồng thời làm cho sinh viên bước đầu làm quen với công việc của người kỹ sư thuỷ lợi trong công tác thiết kế một công trình thuỷ lợi phục vụ nông nghiệp, II. yêu cầu 1/ Trong quá trình thực hiện, yêu cầu sinh viên hiểu được mục đích, ỹ nghĩa, nội dung các phần tính toán. Nắm vững các bước tính toán, thiết kế và sự quan hệ giữa chúng với nhau, từ đó thấy được các công trình trong 1 trạm bơm liên kết với nhau rất chặt chẽ, cái nọ hỗ trợ cho cái kia. 2/ Trước khi thực hiện phải ôn lại lý thuyết, làm phần nào, xem lại lý thuyết phần đó. Trong tính toán phải độc lập suy nghĩ, tự lực cánh sinh đồng thời cần phải tranh thủ sự giúp đỡ của các thầy cô giáo, của bạn bè, phát huy tính sáng tạo của mình để nâng cao và mở rộng kiến thức. 3/ Sinh viên phải nộp bài đúng thời gian quy định. b. đề tài thiết kế thiết kế sơ bộ trạm bơm tưới I. Tài liệu thiết kế Dựa vào quy hoạch thủy lợi cho 1 vùng sản xuất nông nghiệp, để đảm bảo tưới cần thiết phải xây dựng 1 trạm bơm tưới với các tài liệu cơ bản sau đây: 1/ Bình đồ khu vực đặt trạm bơm tỷ lệ 1/1000. Cao độ mặt đất của các đường đồng mức ghi ở bảng 1. Bản đồ này dùng chung cho mọi đề tài, do đó đối với mỗi đề tài chỉ cần can những đường đồng mức có cao độ bằng các giá trị của a, b, c… ghi ở bảng 1 (không ghi a, b, c…). 2/ Lưu lượng yêu cầu trạm bơm phải cung cấp trong các thời kỳ sinh trưởng của cây trồng ghi ở bảng 2. 3/ Cao trình mực nước sông tại vị trí xây dựng trạm bơm ứng với tần suất thiết kế p = 75% ghi ở bảng 3. 4/ Cao trình mực nước yêu cầu thiết kế ở đầu kênh tưới ghi ở bảng 4. 5/ Cao trình mực nước lũ ngoài sông ứng với suất kiểm tra p = 1%: Các đề tài số lẻ: Zmax = + 15,2m Các đề tài số chẵn: Zmax = + 66,60m 6/ Cao trình mực nước thấp nhất ngoài sông ứng với tần số kiểm tra p = 90%: Các đề tài số lẻ: Zmin = + 12,80m Các đề tài số chẵn: Zmin = + 64,20m 7/ Nhiệt độ trung bình của nước sông t0 = 250c. 8/ Các hạt phù sa trong nước sông có đường kính trung bình dtb = 0,04mm, tốc độ chìm lắng w = 1,1mm/s. 9/ Trên tuyến xây dựng trạm, cũng như nơi tuyến kênh đi qua tình hình địa chất tương đối tốt, dưới lớp đất canh tác là đất thịt pha cát. 10/ Khu vực đặt trạm bơm rất gần đường giao thông và đường dây điện cao thế 10kv II. Nhiệm vụ 1/ Bố trí tổng thể công trình đầu mối của trạm bơm 2/ Thiết kế kênh tháo, kênh dẫn của trạm bơm 3/ Tính toán cột nước thiết kế và các loại cột nước kiểm tra của trạm bơm Bảng 1: Giá trị cao độ các đường đồng mức trên bình đồ vị trí xây dựng trạm bơm. Ký hiệu Đề tài a b c d e g h i k l m n o p q r s t 1; 5; 9; 13 25; 43; 47 53; 57; 63 13 14 15 16 16 15 16 17 18 19 20 21 22 19 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 2; 8; 12; 18 22; 30; 34 38; 40; 52 65 66 67 68 68 67 68 69 70 71 72 73 74 3; 7; 17 33; 35; 53; 55 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 23; 27 31; 46 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 50 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 11; 21; 49; 59 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 16 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 15 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 29; 37; 39 41; 45 51; 61 14 14,5 15 15,5 16 16,5 17 42; 60; 64 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 6; 16 28; 44 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 4; 14; 20; 24 26; 54; 62 66 66,5 67 67,5 68 68,5 69 10; 32; 36 42; 48; 56; 58 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 93 Bảng 2: Lưu lượng yêu cầu tưới trong các thời kỳ. Đơn vị: m3/s Đề tài Thời gian Số ngày 1 và 2 và 3 và 4 và 5 và 6 và 7 và 8 và Từ - Đến 38 63 36 61 34 59 32 57 16/11-21/12 46 11.20 0.96 0.96 21.00 11.20 15.00 2.50 15.00 1/1-15/1 15 5.40 24.00 0.47 14.00 8.40 11.80 2.00 9.80 22/1-12/2 22 8.10 16.60 0.70 13.60 5.50 15.00 2.50 8.80 13/2-28/2 16 5.40 25.20 0.45 13.60 8.40 10.80 1.40 9.80 1/3-26/3 26 8.10 16.60 0.71 21.00 5.40 15.00 2.00 8.80 1/4-10/4 10 5.40 16.60 0.44 13.60 5.40 11.80 2.50 9.80 11/4-30/4 20 11.20 25.20 0.96 21.00 11.20 15.00 2.00 15.00 1/5-10/5 10 5.40 16.00 0.70 13.60 5.40 11.80 2.50 9.80 16/5-25/5 10 5.40 16.00 0.44 13.60 5.00 8.80 2.00 8.00 Bảng 2: (Tiếp theo) Đề tài Thời gian Số ngày 9và 10 và 11 và 12 và 13 và 14 và 15 và 16 và Từ - Đến 30 55 28 53 52 51 50 49 16/11 -31/12 46 18.00 2.16 0.88 28.80 22.00 14.60 7.00 14.00 1/1 - 15/1 15 18.00 1.05 0.86 19.00 21.00 11.80 4.20 11.00 22/1 - 12/2 22 9.00 1.05 0.64 28.80 22.00 14.00 6.60 8.30 13/2 - 28/2 16 18.00 1.05 0.86 19.00 16.30 10.20 2.80 8.30 1/3 - 26/3 26 8.80 1.62 0.88 28.80 22.00 14.60 4.20 14.00 1/4 - 10/4 10 8.80 1.00 0.64 19.00 21.00 10.20 7.00 8.30 11/4 - 30/4 20 18.00 2.16 0.88 28.80 16.30 14.60 4.00 11.00 1/5 - 10/5 10 9.00 1.60 0.80 19.00 16.30 7.00 7.00 8.30 16/5 - 25/5 10 9.00 1.00 0.43 19.00 10.20 7.00 4.00 8.30 Bảng 2: (Tiếp theo) Đề tài Thời gian Số ngày 17và 18 và 19 và 20 và 21 và 22 và 23 và 24 và Từ - Đến 48 47 46 45 44 43 42 41 16/11 -31/12 46 10.80 16.20 2.20 10.00 13.60 18.00 4.80 2.26 1/1 - 15/1 15 7.10 10.60 1.10 7.40 10.00 17.60 4.40 2.00 22/1 - 12/2 22 7.10 10.60 1.60 5.00 13.60 12.00 4.80 1.60 13/2 - 28/2 16 10.80 10.60 1.10 7.40 6.70 18.00 3.10 2.15 1/3 - 26/3 26 7.10 16.20 1.10 10.00 13.60 12.00 4.80 2.26 1/4 - 10/4 10 7.10 10.60 1.60 7.40 6.70 9.00 3.10 1.10 11/4 - 30/4 20 10.80 16.20 1.10 10.00 13.60 18.00 4.80 2.26 1/5 - 10/5 10 7.10 10.60 2.20 5.00 10.00 9.00 3.10 1.10 16/5 - 25/5 10 7.10 10.60 1.10 5.00 8.60 8.60 3.10 1.60 Bảng 2: (Tiếp theo) Đề tài Thời gian Số ngày 25và 26 và 27 và 29 và 31 và 33 và 35 và 37 và Từ - Đến 40 39 64 62 60 58 56 54 16/11 -31/12 46 28.20 4.60 7.20 13.20 6.20 16.20 2.20 9.80 1/1 - 15/1 15 18.60 3.40 3.50 9.80 3.10 10.80 1.30 9.60 22/1 - 12/2 22 28.20 4.60 7.20 6.50 4.62 11.40 2.20 9.80 13/2 - 28/2 16 18.60 3.40 5.40 9.80 3.10 16.20 1.76 7.35 1/3 - 26/3 26 28.20 4.60 3.50 13.20 6.20 11.40 2.20 9.80 1/4 - 10/4 10 18.60 2.30 5.40 9.80 4.62 10.80 1.30 7.35 11/4 - 30/4 20 28.20 4.60 7.20 13.20 3.10 16.20 1.76 9.80 1/5 - 10/5 10 18.60 3.40 3.50 6.50 3.10 10.80 2.20 4.75 16/5 - 25/5 10 18.60 2.30 5.40 6.50 3.10 10.80 1.30 4.90 Bảng 3: Cao trình mực nước bình quân tuần của sông trong năm thiết kế ứng với tần suất p = 75% Tháng Tuần Số ngày Cao trình mực nước (m) Đề tài số lẻ Đề tài số chẵn 11 1 2 3 10 10 10 14.3 14.40 14.50 65.70 65.80 65.90 12 1 2 3 10 10 10 13.90 14.20 14.30 65.30 65.60 65.70 1 1 2 3 10 10 10 14.30 14.10 13.80 65.70 65.50 65.20 2 1 2 3 10 10 10 13.50 13.90 13.40 64.90 65.30 64.80 3 1 2 3 10 10 10 13.30 13.20 13.40 64.70 64.30 64.80 4 1 2 3 10 10 10 13.80 13.80 13.90 65.20 65.20 65.30 5 1 2 3 10 10 10 14.10 14.20 14.30 65.50 65.60 65.70 Bài 4: Cao trình mực nước yêu cầu đầu kênh tưới (m) Đề tài 1 2 3 4 5 6 Cao trình mực nước 23.20 75.20 32.80 68.20 18.80 92.70 7 8 9 10 11 12 13 14 15 28.30 71.20 23.80 84.20 42.80 74.20 22.80 68.70 38.80 16 17 18 19 20 21 22 23 24 94.20 32.80 74.60 26.30 68.20 44.80 75.20 72.80 69.00 25 26 27 28 29 30 31 32 33 23.20 70.20 75.80 94.20 16.80 75.20 81.80 79.70 32.80 34 35 36 37 38 39 40 41 42 71.20 32.80 84.20 17.30 74.60 18.80 74.60 17.60 124.20 43 44 45 46 47 48 49 50 51 23.80 96.20 16.80 77.70 23.20 84.20 42.80 90.20 17.30 52 53 54 55 56 57 68 59 60 74.20 22.80 68.70 32.80 84.20 19.80 84.20 41.30 133.20 61 62 63 64 16.80 68.20 23.80 127.20 4/ Chọn máy bơm, động cơ điện và máy biến áp 5/ Chọn loại nhà máy bơm. Tính cao trình đặt máy. Tính các kích thước cơ bản của nhà máy, bể hút và bể tháo. 6/ Các bản vẽ kèm theo thuyết minh: a- Bố trí tổng thể công trình đầu mối tỷ lệ 1/1000 b- Hình cắt ngang nhà máy, tỷ lệ 1/50 - 1/100. c- Hình chiều bằng nhà máy trên đó thể hiện được cấu tạo, cách bố trí và kích thước các tầng, tỷ lệ 1/50 - 1/100. Bản vẽ phải tuân theo đúng các quy phạm kỹ thuật về khổ giấy, nét vẽ, ký hiệu, khung tên và gấp đúng kỹ thuật (xem phần phụ lục cuối tài liệu này), Phần thứ bốn hướng dẫn thiết kế đồ án môn học trạm bơm Trong quá trình làm đồ án môn học, sinh viên nhất thiết phải tham khảo giáo trình máy bơm và một số giáo trình khác có liên quan như giáo trình thuỷ lực, giáo trình thuỷ nông… Trong phần hướng dẫn này sẽ trình bày cách thực hiện các nội dung tính toán, thiết kế của một đồ án môn học nhằm cho sinh viên làm quen với công tác thiết kế trạm bơm tưới tiêu cấp nước, có hiểu biết cụ thể hơn về chi tiết kết cấu công trình. Từ đó sinh viên có thể giải quyết hợp lý các vấn đề kỹ thuật, thực hiện đầy đủ và giảm sai sót các yêu cầu về nội dung đồ án môn học. A. Bố trí tổng thể công trình trạm bơm Nội dung bố trí tổng thể một công trình trạm bơm bao gồm các phần việc sau: I. Chọn tuyến công trình Dựa vào bản đồ địa hình và nhiệm vụ của trạm bơm mà vạch ra một số tuyến công trình, so sánh và chọn ra một số tuyến có lợi nhất. Đối với trạm bơm tưới, tuyến công._.