0.6 Các trường hợp làm việc của máy bơm

CÁC TRƯỜNG HỢP LÀM VIỆC CỦA MÁY BƠM

Máy bơm làm việc chung với đường ống, điểm công tác.

Đường đặc tính H - Q biểu thị quan hệ giữa lưu lượng và cột nước mà bơm tạo ra, trên đường này xác định một điểm cùng làm việc giữa bơm và đường ống gọi là điểm công tác. Lấy trường hợp đơn giản nhất là một máy bơm bơm nước cho một ống đẩy có đường kính không đổi suốt chiều dài để xác định điểm công tác của tổ máy làm việc chung với đường ống. Để bơm được một lưu lượng Q từ bể hút lên bể tháo (gọi là cột nước địa hình Hđh = mực nước bể tháo - mực nước bể hút ), máy bơm còn cần phải sàn ra thêm cột nước h khắc phục tổn thất thủy lực đường dài ( $h_l$ ) và tổn thất cục bộ ( $h_{\text{cb}}$ ) trên đường ống hút và ống đẩy. Như vậy cột nước mà bơm cần tạo ra là H:

H = Hđh + $h_l$ + $h_{\text{cb}}$ = Hđh + h

Trong đó : $h_{\text{cb}}$ = $\frac{\sum z{v}^2}{\mathrm{2g}}$

$h_l$ = $\lambda \frac{l}{d}\frac{v^2}{\mathrm{2g}}=\text{Al}{v}^2(p{d}^2/4{)}^2$ .

Trong hai công thức trên: $\lambda$ : hệ số ma sát; l: chiều dài ống; d: đường kính trong của ống; v: vận tốc trung bình trong ống ; A: sức kháng đơn vị của ống ; $\sum z$ : tổng hệ số sức kháng cục bộ. Nếu gọi $d_h,d_d$ tương ứng là đường kính trong của ống hút và ống đẩy, các hệ số ghi chỉ số h, d tương ứng với ống hút và ống đẩy thì ta có tổng tổn thất chung cho cho cả đường ống là:

h = ${\lambda }_{h\frac{l_h}{d_h}¸S{z}_h}\cdot \frac{v_h^2}{\mathrm{2g}}¸{\lambda }_{d\frac{l_d}{d_d}¸S{z}_d}\cdot \frac{v_d^2}{\mathrm{2g}}=\frac{8}{p^{2}g}\frac{{\lambda }_h{l}_h}{d_h^5}¸\frac{S{z}_h}{d_h^4}¸\frac{{\lambda }_d{l}_d}{d_d^5}¸\frac{S{z}_d}{d_d^4}Q^2$ =S $Q^2$

Thay các giá trị trên ta có cột nước H là:

H = Hđh + h = Hđh + S $Q^2$ ( 6 - 1 )

Đường cong mô tả theo công thức ( 6 - 1 ) gọi là đường đặc tính ống, còn điểm giao của nó với đường đặc tính của máy bơm H - Q gọi là điểm công tác. Đường đặc tính đường ống 1 ( Hình 6 - 1,a ) ứng với cột nước địa hình Hđh>0; đường đặc tính ống 2, 3 có sức cản thủy lực nhỏ hơn đường 1; đường đặc tính ống 4 ứng với Hđh = 0, đường 5 ứng với Hđh<0. Rõ ràng là khi có cùng cột nước địa hình Hđh nhưng nếu tăng sức cản thủy lực sẽ dẫn đến giảm lưu lượng Q và tăng cột nước H ( đường 1 ... 3 ): Q3>Q2>Q1 và H3<H2<H1. Khi giảm cột nước địa hình sẽ làm tăng lưu lượng ( đường 2, 4, 5 ) :

Q2<Q4<Q5; H2>H4>H5.

Với những giá trị cột nước Hđh khác nhau , muốn xác định các điểm công tác cần phải tiến hành vẽ những đường đặc tính ống Hô - Q tương ứng, vẽ như vậy sẽ gây phức tạp. Bởi vậy, trên thực tế để đơn giản người ta lấy tung độ của đường đặc tính H - Q trừ đi tổn thất đường ống h = S $Q^2$ ta được đường địa hình Hđh - Q ( đường 6 ). Như vậy khi

biết cột nước địa hình Hđh ta kẻ đường ngang qua nó cắt đường 6, tìm được lưu lượng bơm Q và cột nước H của bơm.

Hình 6 - 1. Đặc tính để xác định điểm công tác của máy bơm

a) 1 ... 5 - các đường Hô - Q; 6 - đường Hđh - Q; 7 - đường H - Q.

b) Các đường đặc tính của bơm ( 1, 2 ); của đường ống ( 3 ).