Bài giảng Bơm, quạt, máy nén - Bài 3: Bơm (Pump) - Nguyễn Hùng Tâm

Bài 3
 BƠM ( PUMP)
 • Dẫn nhập
 • Các lọai bơm thường gặp
 • Các thông số hình học
 • Các thông số đặc tính:
 – Lưu lượng Q, Cột áp H, Công suất N, Hiệu suất η, hệ 
 số quay nhanh ns, Điểm làm việc tối ưu BOP, Đường 
 đạc tính bơm
 – Công thức thường dùng
 – Các định luật đồng dạng
 • Chọn lựa bơm
 • Vận hành , điều chỉnh bơm
 • Thực tập: tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý họat động của 
 bơm, một số tính tóan cần thiết, và khảo nghiệm bơm
 Nguyễn Hùng Tâm 1
 BƠM ( PUMP)
• Phân loại bơm
 Nguyễn Hùng Tâm 2
• Bơm thể tích:
 – Ứng với mỗi vòng quay một lượng chất 
 lỏng được chuyển đi từ đầu hút này qua 
 đầu đẩy kia
 – Nếu hệ đường ống đóng kín: cột áp tăng 
 dẫn đến hư bơm
 – Thường sử dụng bơm các lưu chất khác 
 nước hoặc nước cần cột áp cao
 Nguyễn Hùng Tâm 3
 BƠM THỂ TÍCH
 Bơm piston quay hướng trục
 • Bơm piston: (Axial rotary piston pump)
 • Thường sử dụng cho chất lỏng 
 có độ nhớt cao, dầu..
 • Bơm quay: dạng Bánh 
 răng, cam, van
 • Thường dùng trong công 
 nghiệp với mục đích riêng
 • Dùng định lượng..
Bơm bánh răng Bơm cánh gạt
ăn khớp trong
 Nguyễn Hùng Tâm 4
• Hình một số lọai bơm thể tích
 Bơm bánh răng ăn khớp ngòai
 Bơm piston
 Nguyễn Hùng Tâm 5
• Bơm Động học:
• Bánh công tác (rotor, impeller) quay tròn chuyển động 
 năng thành tĩnh áp và động áp để bơm chất lỏng 
• Hai loại chính:
• Bơm li tâm ( centrifugal pumps): trong 
 công nghiệp > 75% để bơm nước, 
• Bơm hướng trục ( axial pumps),
 Và Bơm hỗn hợp ( mixedflow pumps)
 Nguyễn Hùng Tâm 6
 BƠM LI TÂM 
 ( CENTRIFUGAL PUMP) Đẩy ra
• Bơm li tâm họat Hút vào
 động ra sao ?
• Chất lỏng được hút vào 
 bánh công tác ( rotor), đi 
 qua rotor, nhận năng 
 lượng từ rotor rồi đi ra 
 khỏi vỏ.
• Vỏ bơm giúp chuyển 
 động năng này thành 
 tĩnh áp+ động áp
 Bơm li tâm và đường đặc tính
 Nguyễn Hùng Tâm 7
 Nguyên lý họat động 
 của bơm li tâm
Đường đặc tính bơm với 
van mở 10, 50, 90%
 Nguyễn Hùng Tâm 8
 BƠM LI TÂM( CENTRIFUGAL PUMP)
• Cấu tạo của bơm li tâm
 Miệng đẩy
• Các thông số hình học : d1, d2,b..
 Vỏ
 Miệng hút
 Rotor
 Trục
 Bạc đạn
 Nguyễn Hùng Tâm 9
 BƠM LI TÂM ( CENTRIFUGAL PUMP)
• Bánh công tác
 (Rotor, impeller)
• Là bô phận quay chính 
 cung cấp lực li tâm cho 
 lưu chất.
• Có thể là 1 Rotor, hay 
 nhiều Rotor( bơm nhiều 
 tầng) nối tiếp nhau để 
 tăng H
• Rotor có thể là 
dạng mở ( open type) hoặc 
dạng kín ( closed type)
 Nguyễn Hùng Tâm 10
 BƠM LI TÂM ( CENTRIFUGAL PUMP)
• Trục: (shaft)
• Nhằm chuyển moment quay từ 
 motơ đến roto
• Vỏ ( casing)
 Bao lấy roto tạo nên buồng tạo 
 áp.
• Để lắp trục và bạc đạn.
• Vỏ có dạng xóay ốc tạo cân 
 bằng về áp suất
• Vỏ có dạng tròn được dùng 
 trong bơm nhiều tầng
 Nguyễn Hùng Tâm 11
BƠM HƯỚNG TRỤC, BƠM HỔN HỢP
 Nguyễn Hùng Tâm 12
 BƠM
• CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TÍNH:
 – LƯU LƯỢNG, Q, m3/s, (L/phút)
 – CỘT ÁP,H, (mWG), mH2O
 – CÔNG SUẤT, Nlt, W,
 – γ= ρ* g, (g= 9,81m/s2) Nlt = G*H = γ*Q*H
 – SỐ VÒNG QUAY n, rpm (Với N: W; Q, m3/s)
 – HIỆU SUẤT, η, % N γ **QH
 η =lt =
 NN
 – HỆ SỐ QUAY NHANH, ns
 1
 3,65*n*Q 2
 ns = 3
 – ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH: H 4
 • mô tả mối quan hệ của các 
 thông số trên
 Nguyễn Hùng Tâm 13
 BƠM
ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH BƠM ( pump performance curve)
 Đường đặc tính bơm
 Đường đặc tính của nhiều cở bơm
 Nguyễn Hùng Tâm 14
 BƠM
• CÁC QUI LUẬT ĐỒNG DẠNG
 – Đồng dạng lưu lượng 3
 QM nM  DM 
 = * 
 QN nN  DN 
 2 2
 – Đồng dạng cột áp H M  nM   DM 
 =   * 
 H N  nN   DN 
 3 5
 – Đồng dạng công suất N  n   D 
 M =  M  * M 
•    
 N N  nN   DN 
 Nguyễn Hùng Tâm 15
 CHỌN BƠM
• DỰA VÀO TÍNH CHẤT CỦA CHẤT LỎNG: lưu ý độ nhớt, tạp chất
• DỰA VÀO HỆ SỐ QUAY NHANH nS (SI) 1
 3,65*n*Q 2
 n =
 – Trong đó Q= m3/s, n= rpm, H=mH20 s 3
 H 4
• VÀ MÔT SỐ YÊU CẦU KHÁC:
 – Nhỏ gọn, ít ồn, chi phí đầu tư và vận hành, bảo dưỡng
 – Có công dụng riêng: định lượng, đo đếm..
• DỰA VÀO ĐƯỞNG ĐẶC TÍNH CỦA BƠM VÀ ĐẶC TÍNH HỆ THỐNG: 
 – TRÁNH CHỌN BƠM QUÁ LỚN
 Bơm cánh dẫn chủ yếu dùng cho bơm nước, một số hổn hợp có độ 
 nhớt thấp
 Nguyễn Hùng Tâm 16
 CHỌN BƠM
• CHỌN BƠM THỂ TÍCH HAY 
 CÁNH DẪN, (theo Ns)
 Nguyễn Hùng Tâm 17
 1
 3,65*n*Q 2
 ns = 3
 H 4
• ns< 500: thể tích
• ns = 500 - 4000: li tâm
• ns = 2000 – 8000: mixed Flow
• ns = 7000 – 20 000: hướng trục
 Nguyễn Hùng Tâm 18
 CHỌN BƠM CÁNH DẪN
• Chọn bơm Li tâm, Hướng trục hay hổn hợp (theo ns)
 1- Caùnh li taâm vôùi ns = 40-80,
 2- Caùnh li taâm vôùi ns = 80-150, 
 3- Caùnh daïng Francis vôùi ns =150-300, 
 4- caùnh daïng hoån hôïp vôùi ns = 300-600, 
 5- caùnh daïng höôùng truïc vôùi ns = 600-1200 
 Nguyễn Hùng Tâm 19
 VẬN HÀNH VÀ ĐIỀU CHỈNH BƠM
• BƠM ĐẤU SONG SONG: nhằm đáp ứng yêu 
 cầu Q thay đổi
 – NHIỀU BƠM: ngưng vài bơm khi cần Q nhỏ
 • Tổng Q nhỏ hơn tổng Q của riêng từng 
 bơm
 – MỘT BƠM NHỎ (pony pump) + BƠM LỚN
• BƠM ĐẤU NỐI TIẾP: tăng H
• BƠM ĐẤU HỔN HỢP: tăng Q và H
 Nguyễn Hùng Tâm 20
 VẬN HÀNH VÀ ĐIỀU CHỈNH BƠM
Các đồ thi mô tả đặc tính hệ thống 
khi đấu nhiều bơm, hay thay dổi n Thay đổi số vòng quay
 Bơm đấu song song
 Nguyễn Hùng Tâm 21
 VẬN HÀNH VÀ ĐIỀU CHỈNH BƠM
• Điều chỉnh lưu lượng Q :
• Thay đổi số vòng quay ( theo quy luật đồng dạng)
• Sử dụng bộ biến tốc ( Variable Speed Drives, VSD):
 Nhằm thay đổi tốc độ liên tục
 Nhằm giảm chi phí điện kéo bơm
• Hai dạng VSD:
 – Cơ khí: li hợp thủy lực ( hydraulic clutches), khớp nối (coupling) 
 thủy lực, biến tốc đai (adjustable belts and pulleys).
 – Điện: li hợp điện (eddy current clutches), bộ biến tầng (Variable 
 Frequencey Drives, VFDs)
 – Nhờ bộ VSD có thể vận hành hợp lý hơn giúp tiết kiệm điện, 
 giảm chi phí đầu tư bảo dưỡng, và khởi động mềm hơn
 Nguyễn Hùng Tâm 22
 VẬN HÀNH VÀ ĐIỀU CHỈNH BƠM
• Điều chỉnh lưu 
 lương Q :
• Sử dụng van đầu vào, 
 van đầu ra
 • Nhằm giảm Q nhưng 
 tăng H, không giảm N 
 làm hiệu suất thấp
 • Tăng rung động, mài 
 mòn: tăng chi phí bảo 
 dưỡng, giảm tuổi thọ
• ( Đồ thi mô tả mất mát công suất 
 khi sử dụng van)
 Nguyễn Hùng Tâm 23
 VẬN HÀNH VÀ ĐIỀU CHỈNH BƠM
• Sử dụng van hồi Tổn thất do sử dụng van hồi
• ( bypass valve): bơm qua 2 
 đường dẫn: 1 tới nơi sử dụng, 
 1 trả về nguồn; Tốn năng 
 lượng cho phần chất lỏng chạy 
 vòng vô ích
• Van đóng mở :
• ngưng bơm khi không cần
 Ví dụ bơm nước vào thùng.. 
 Thích hợp khi sử dụng ít 
 thường xuyên
• Van Min, Max
 • Ví dụ bồn nước
 Nguyễn Hùng Tâm 24
 VẬN HÀNH VÀ ĐIỀU CHỈNH BƠM
• Điều chỉnh lưu lương 
 Q :
• Bằng phương pháp cắt 
 bớt đường kính ngoài
 ( Impeller trimming)
• Cắt tối đa <25%D2
• Q/Qcut = D2/D2cut
• H/Hcut= (D2/D2cut)^2
• N/Ncut= (D2/D2cut)^3
 Nguyễn Hùng Tâm 25
So sánh hiệu quả giữa các phương pháp
 Nguyễn Hùng Tâm 26
 Một số lưu ý khi lắp đặt vận hành bơm
• Chọn bơm đúng yêu cầu kỹ 
 thuật, và dựa vào đường 
 đặc tính cơ bản của bơm.
• Lắp đặt đường ống phù hợp
 – Cần lắp đặt van một 
 chiều ở ống hút và ống 
 đẩy để dễ dàng khi mồi 
 nước và khởi động bơm.
 – Trước khi cho bơm làm 
 việc phải mồi bơm.
 Nguyễn Hùng Tâm 27
 Khảo nghiệm bơm
• Nhằm xác định Q, H, N, Hiệu suất η:
• Đo lưu lượng : cân đong theo thời gian; bằng phương 
 pháp lỗ; siêu âm.
 Nguyễn Hùng Tâm 28
Nguyễn Hùng Tâm 29
Sau khi học xong, SV cần:
• Phân biệt được các loại bơm-phạm vi sử dụng
• Nắm vững cấu tạo-nguyên lý họat động
• Nắm được các thông số hình học – đặc tính
• Biết tính và chọn bơm trong hệ thống
• Biết các phương pháp lắp đặt và vận hành, điều chỉnh bơm.
• Các phương pháp khảo nghiệm bơm
• Thảo luận:
• Bơm là gì, BEP, POP, các phương pháp điều chỉnh Q ?
 Nguyễn Hùng Tâm 30