0.4 Định luật đồng dạng của máy bơm và ứng dụng  (Page 3/5)

$h=1-(1-h_m)\cdot i_D^{-\mathrm{0,}\text{45}}\cdot i_n^{-\mathrm{0,2}}$ ( 4 - 16 )

Hiệu chỉnh độ dự trữ khí thực $\mathrm{Dh}$ và độ chân không $[H_{\text{ck}}]$ khi D và n thay đổi:

$\mathrm{Dh}=D{h}_m\cdot i_D^2\cdot i_n^2$ ( 4 - 17 )

$[H_{\text{ck}}]=H_a-[H_a-(H_{\text{ck}}{)}_m]\cdot (\frac{n}{n_m}{)}^2$ ( 4 - 18 ).

Các kí hiệu trong công thức ( 4 - 17 ) và ( 4 - 18 ) sẽ được trình bày kỹ ở chương V.

Tỷ tốc $n_s$ của máy bơm.

Định nghĩa tỷ tốc:

Tỷ tốc $n_s$ là số vòng quay của một máy bơm mẫu đồng dạng hình học với máy bơm ta đang xét, có hiệu suât bằng nhau, làm việc với cột nước $H_m$ = 1 m, tiêu hao công suất $N_m$ bằng một mã lực ( hay $N_m$ = 736 kW, hay bơm được $Q_m$ = 0,075 m3/s ).

Thành lập công thức $n_s$ :

Từ công thức ( 4 - 10 ): $\frac{N}{N_m}=i_D^5\cdot i_n^3$  $\frac{N}{1}$ = $(\frac{D}{D_m}{)}^5\cdot (\frac{n}{n_s}{)}^3$ , ( * )

Từ công thức ( 4 - 8 ): $\frac{H}{H_m}=i_2^2\cdot i_D^2$  $\frac{H}{1}=(\frac{n}{n_s}\cdot \frac{D}{D_m}{)}^2$  $(\frac{D}{D_m})=\frac{n_s}{n}\cdot \sqrt{\frac{H}{1}}$ , ( ** )

Thay ( ** ) vào ( * ) sắp xếp lại ta có công thức tính tỷ tốc theo công suất là mã lực:

$n_s=\frac{n\sqrt{N}}{H_{}^{5/4}}$ ( 4 - 19 )

Nếu công suất trong ( 4 - 19 ) tính bằng đơn vị kW thì tỷ tốc $n_s$ sẽ là:

$n_s=\mathrm{1,}\text{167}\frac{n\sqrt{N}}{H_{}^{5/4}}$ ( 4 - 20 )

Nếu thay định nghĩa $n_s$ theo lưu lượng Qm = 0,075 m3/s thì:

Từ công thức ( 4 - 15 ) ta có:

$i_n=\frac{n}{n_s}=\sqrt{\frac{Q_m}{Q}}\cdot \sqrt[4]{(\frac{H}{H_m}{)}^3}=\sqrt{\frac{\mathrm{0,}\text{075}}{Q}}\cdot \sqrt[4]{\frac{H}{1}}$ chuyển vế ta có :

$n_s=3\text{.}\text{65}\frac{n\sqrt{Q}}{H^{3/4}}$ ( 4 - 21 )

Sử dụng công thức ( 4 - 21 ) cho bơm hai cửa vào và đa cấp như sau :

- Tỷ tốc tính cho máy bơm hai cửa : $n_s=3\text{.}\text{65}\frac{n\sqrt{\frac{Q}{2}}}{H^{3/4}}$ ( 4 - 22 )

- Tỷ tốc tính cho bơm đa cấp ( Z cấp ): $n_s=3\text{.}\text{65}\frac{n\sqrt{Q}}{(\frac{H}{Z}{)}^{3/4}}$ ( 4 - 23 )

Ý nghĩa của tỷ tốc:

Tỷ tốc là một thông số tồng hợp của một kiểu máy bơm, nó không thay đổi đối với các trị số góc ${\alpha }_2,{\beta }_2,h_{\text{tl}},K$ . Bởi vậy dùng nó để phân loại bơm cánh quạt ( xem bảng phân loại bơm cánh quạt dưới đây ), ns được tính với trạng thái thiết kế.

Trong thiết kế chế tạo máy bơm, người ta cố gắng tăng $n_s$ để giảm kích thước của máy bơm, vì rằng tỷ tốc tỷ lệ nghịch với đường kính theo công thức đã biến đổi sau đây:

$n_s=\frac{\text{60}}{p\cdot D_m}\sqrt{\frac{g\cdot \text{sin}({\alpha }_2¸{\beta }_2)}{K\cdot h_{\text{tl}}\cdot \text{sin}{\beta }_2\cdot \text{cos}{\alpha }_2}}$

Tỷ tốc phản ảnh dạng đường đặc tính của các loại máy bơm. Khi tỷ tốc nhỏ, đường đặc tính H - Q có cực trị; trị số $n_s$ càng lớn thì H - Q từ giảm dần đến dốc. Khi tỷ tốc nhỏ, đường N - Q tăng khi Q tăng; tỷ tốc càng lớn thì đường N - Q sẽ giảm khi Q tăng. Đường  - Q sẽ nhọn khi tỷ tốc lớn, dẫn đến vùng làm việc với hiệu suất cao sẽ bị thu hẹp lại bơm sẽ không thích hợp với trạng thái làm việc thay đổi nhiều.

Ứng dụng của luật đồng dạng

Luật động dạng có một số ứng dụng sau đây:

- Từ điều kiện làm việc của bơm mẫu xác định điều kiện làm việc của bơm thực;

- Dựa vào số liệu thí nghiệm từ một máy bơm mẫu để thiết kế máy bơm mới lớn hơn;

- Dùng định luật đồng dạng để vẽ lại các đường đặc tính của máy bơm đã lắp đặt khi vòng quay thay đổi ..v.v...

Sau đây trình bày cách vận dụng luật đồng dạng để vẽ lại đường đặc tính của bơm và cách gọt BXCT của máy bơm mà thực tế sản xuất thường gặp.

Vẽ lại các đường đặc tính của máy bơm khi vòng quay thay đổi

Trong vận hành máy bơm đã lắp đặt, tức là máy bơm đã có kích thước do vậy $i_D=1$