Giáo trình Mô đun Cơ sở thuỷ khí và máy thuỷ khí - Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí

2 
Suy ra: 1
2
1
2 Q
W
W
Q 
1
3
1
3 Q
W
W
Q 
1
1
3
1
2
1 .....1 Q
W
W
W
W
W
W
Q
n
nW
W
W
W
W
W
Q
WHH
1
3
1
2
1
2
.11
...1 
Tương tự, có thể giải bằng đồ thị. 
a. Đường ống phân nhánh hở: 
Q1,Q2,Q3,Q4,Q5: lưu lượng chất lỏng phấn phối theo các vị trí. 
Các bước tính toán: 
Bước 1: chọn đường ống cơ bản: là đường ống vận tải năng lượng của chất 
lỏng lớn nhất; thường chọn Q hay chọn l dài nhất. 
Bước 2: Tính toán thủy lực cho đường ống đã chọn. 
Bước 3: Kiểm tra trên đường ống nhánh, xem với năng lượng đã tính có độ 
tải cho một nhánh không? Không đủ phải chọn lại tính lại. 
b. Đường ống phân phối liên tục. 
69
Qff = q.l ( trong đó q: lưu lượng trên 1 đơn vị dài). 
QM = Qv – Qff.x/l = Qf + Qff – Qff.x/l. 
Tính tổn thất năng lượng dh trên dx ( coi lưu lượng không đổi trên dx) với  = 0. 
2
132
8
 x
l
Q
QQ
d
dx
g
dh nn
 suy ra 
22
52
0
3
1
.
8
ffffff
l
d QQQQ
d
dx
g
dhh 
 Chính là độ chênh lệch cột áp. 
Ngoài ra có thể tính toán thủy lực đường ống dài phức tạp dựa trên cơ sở tính 
toán đường ống ngắn phức tạp bỏ qua hc. 
Bài tập chương 4: 
1. Nước chảy từ bình cao xuống thấp qua ống có đường kính d = 50mm, chiều dài 
L = 30m. Xác định độ chân không ở mặt cắt x - x, nếu độ chênh lệch mực nước 
trong hai bình H = 4.5m, chiều cao của xi phông z = 2.5m, hệ số cản dọc đường 
028,0  , bán kính vòng R = 50mm, khoảch cách từ đầu ống đến mặt cắt x - x là 
L1 = 10m. 
Giải: 
70
Viết phương trình Becnouly cho mặt cắt 1 - 1 & 2 - 2. Cho mặt cắt 2 - 2 làm chuẩn 
ta có: 
(*)
22
2
222
2
2
111
1 


h
vp
z
vp
z 
Trong đó : 
0
1
0;
21
21
21
21
vv
ppp
Chon
zHz
a
Thay vào (*) ta được : 




d
L
gH
v
g
v
d
L
hH
2
2
2
8,16
05,0
30
028,0 
d
L
 
66,2129,0.45,04 621654321   
Vậy : xvsm
d
L
gH
v 

/13,2
66,28,16
5,4.81,9.22

Viết phương trình Becnouly cho mặt cắt 1 - 1 & x - x. Cho mặt cắt 1 - 1 làm chuẩn 
ta có: 
(**)
22
22
111
1 x
h
g
vp
z
g
vp
z xxxx 


Trong đó : 
x
xa
x
x
vvv
pppp
Chon
zzz
21
21
1
21
0
1
;0
Thay vào (**) ta được: 
x
h
g
v
L
pp xxa

2
2
1 Mà 
xa
ck
pp
h
x
h
g
v
zh xxck  
2
2
g
v
d
L
h x
x 2
2
1 
  
6,5
05,0
10
028,01 
d
L
 Và 79,029,05,021   
 mh
g
v
zh
x
x
xck 21,4
81,9.2
13,2
79,06,515,2
2
22
  
71
2. Nước từ một bình chứa A chảy vào bể chứa B, theo một đường ống gồm hai loại 
ống có đường kính khác nhau. Biết zA = 13m, zB = 5m, L1 = 30m, d1 = 150mm, 
031.01  ,d2 = 200mm, L2 = 50m, 029.02  . Ống dẫn là loại ống gang đã dùng, 
giả thiết nước trong ống ở khu sức cản bình phương. Tính lưu lượng Q và vẽ đường 
cột nước, đường đo áp của đường ống. 
Giải: 
Viết Phương trình Becnouly cho mặt cắt 1-1 & 2 - 2, lấy 0 - 0 làm chuẩn ta có: 
)1(
22
2
222
2
111
h
h
vp
z
vp
z BA 


Trong đó : 
0
1
;
21
21
21
21
vv
ppp
Chon
hzHz
a
b
Thay vào (1) ta được : mZZh BA 8513  
Mặt khác : 
g
v
d
L
g
v
d
L
hhh cd
22
2
2
3
2
2
2
2
1
21
1
1
1 
    
Phương trình liên tục: 
2
1
2
2
2
1
2
212211 ..
d
d
V
A
A
VVAVAV Thay vào ta được: 
 3
2
2
2
4
1
2
21
1
1
1
2
2
2
2
3
2
2
24
1
4
2
2
2
21
1
1
1
222

d
L
d
d
d
L
g
v
g
v
d
L
d
d
g
v
d
L
h
3
2
2
2
4
1
2
21
1
1
1
2
2


d
L
d
d
d
L
gh
v 
5,01  (bể vào ống) . 191,0
200
150
11
2222
2 
D
d
 . 13  (ống ra bể) 
72
 smv /2863,2
1
2,0
50
029,0
15,0
2,0
191,05,0
15,0
30
031,0
8.81,9.2
42
Lưu lượng : slsmdvQ /8,71/0718,0
4
2,0.14,3
.2863,2
4
. 3
22
2
2 
* Ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm chương 4: 
TT CÂU HỎI ĐÁP ÁN 
1 Thế năng đơn vị là: 
a) z + p/  b) Có đơn vị là m 
c) Thế năng của một đơn vị trọng lượng chất lỏng 
d) Các đáp án kia đều đúng 
D 
2 Công mà một đơn vị trọng lượng chất lỏng có khả năng tạo ra 
do áp suất là: 
a) p b) p/  
c) gh2 d) Không có câu trả lời 
B 
3 Hệ số hiệu chỉnh động năng: 
a) Có giá trị bằng 2 khi dòng chảy tầng 
b) Là tỉ số giữa động năng thực và động năng tính theo vận tốc 
trung bình 
c) Được đưa vào do sự phân bố vận tốc không đều của các 
phần tử chất lỏng trên một mặt cắt ướt 
d) Các đáp án kia đều đúng 
D 
4 Đường đo áp (z+p/  ) dọc theo một đường ống tròn nằm ngang 
có đường kính không đổi: 
a) Luôn luôn dốc lên theo chiều dòng chảy 
b) Luôn luôn dốc xuống theo chiều dòng chảy 
c) Luôn luôn ở trên đường năng 
d) Có thể tăng hoặc giảm tùy thuộc vào tổn thất trên đường 
ống 
B 
5 Ống Ventury là dụng cụ để đo: 
a) Lưu lượng tức thời trong ống b) Lưu lượng trung bình ống 
c) Vận tốc trung bình trong ống d) Vận tốc tức thời trong ống 
B 
6 Điều nào sau đây là điều kiện cần để áp dụng phương trình: 
C 
73
21w
2
2
2
2
2
2
11
1 h
g2
vp
z
g2
vp
z 


1. Điểm 1 và 2 nằm trên một đường dòng. 
2. Tính theo áp suất dư. 
3. Chất lỏng chuyển động dừng, không nén được, lực khối 
chỉ có trọng lực. 
4. Chất lỏng nén được. 
5. Dòng chảy đều hoặc biến đổi dần. 
a) 1 , 2 , 3 b) 3 , 4 , 5 c) 1 , 3 , 5 d) 2 , 3 , 4 
7 Dòng chảy từ bể qua ống như hình vẽ, xét p = pA - pB. Ta có: 
pa 
A 
B 
a) p > 0 b) p < 0 c) p = 0 
d) p dương hay âm phụ thuộc vào vận tốc dòng chảy qua 
ống. 
A 
8 Chuyển động trong ống tròn nằm ngang có đường đo áp như 
hình vẽ. Giá trị 3m đo từ tâm ống biểu diễn: 
1 2 
Ñöôøng ño aùp 
5m 3m 
a) 
2g
vα
γ
p 2111 b) 
γ
p1
c) 
2g
vα
γ
p
Z
2
222
2 d) Các đáp án kia đều sai. 
D 
9 Dòng chất lỏng chảy trong ống nằm ngang như hình bên, người 
ta lắp 3 ống đo áp tại 3 vị trí. Mức chất lỏng dâng lên trong các 
ống này sẽ là: 
C 
74
 1 2 3 
a) Dâng cao như nhau trong 3 ống. 
b) Dâng cao nhất trong ống 1, trong ống 2 và 3 cao bằng nhau. 
c) Dâng cao nhất trong ống 1, sau đó đến ống 2 và thấp nhất 
trong ống 3 
d) Thấp nhất trong ống 1, trong ống 2 và 3 cao bằng nhau. 
10 Bơm B đẩy dầu từ một bình chứa qua đường ống dài L = 1,4m, 
đường kính d = 0,03m với Q = 6dm3/s. Biết z = 3m;  k = 4. 
Dầu có độ nhớt =2cm2/s;  = 8450 N/m3. Dầu chảy tầng. Áp 
suất đẩy (đọc trên áp kế) của bơm bằng: 
 
k 
d, L ak 
B 
z 
 
a) 2,93 at b) 1,95 at c) 1,61 at d) 0,85 at 
B 
75
CHƯƠNG 5: MÁY THỦY KHÍ 
Mã chương: MH22 – 05 
Giới thiệu: 
Chương này cung cấp cho sinh viên học sinh những kiến thức về định nghĩa 
máy thủy khí: bơm quạt máy nén, phân loại bơm quạt máy nén, các thông số trọng 
tâm của một máy thủy lực, từng bước tính chọn công suất bơm. 
Mục tiêu: 
- Phân loại được bơm quạt và máy nén. 
- Các thông số trọng tâm của một máy thủy lực. 
- Tính toán bài toán liên quan đến máy thủy lực. 
Nội dung chính: 
1. ĐỊNH NGHĨA: 
Mục tiêu: 
Cung cấp cho học sinh sinh viên về kiến thức máy thủy lực, định nghĩa bơm, 
quạt và máy nén 
Máy thủy khí là thiết bị dùng để trao đổi năng lượng với chất đi qua nó theo 
các nguyên lý thủy lực học nói riêng và cơ học chất lỏng nói chung. Ví dụ: bơm 
dùng cơ năng của động cơ để vận chuyển chất lỏng, Tuabin nhận năng lượng của 
dòng nước để biến thành cơ năng kéo các máy làm việc. Ngày nay máy thủy khí 
dùng rất phổ biến trong nhiều lĩnh vực sản xuất cũng như trong sinh hoạt. 
1.1. Bơm: 
Là máy dùng để vận chuyển và tăng năng lượng của dòng môi chất (ở dạng 
lỏng). Khi bơm làm việc, năng lượng bơm nhận được từ động cơ sẽ chuyển thành 
thế năng, động năng và trong 1 chừng mực nhất định thành nhiệt năng của dòng 
môi chất. Máy để bơm chất khí, tùy thuộc vào áp suất đạt được gọi là quạt, máy hút 
khí và máy nén khí. 
1.2. Quạt: 
Là thiết bị di chuyển chất khí với cơ số tăng áp  < 1.15 (: tỷ số giữa áp suất 
cửa ra và áp suất cửa vào của máy) hay áp suất đạt được p <1500mm H2O . 
Máy hút khí: Là máy làm việc với  > 1.15 hay p > 1500mm H2O nhưng 
không làm lạnh nhân tạo. 
1.3. Máy nén: 
Là máy làm việc với  > 1.15 hay p > 1500mm H2O có làm lạnh nhân tạo ở 
nơi xảy ra quá trình nén khí. 
2. PHÂN LOẠI: 
Mục tiêu: Cung cấp cho học sinh sinh viên kiến thức về cách phân loại bơm quạt 
máy nén. 
76
2.1. Bơm: Có 3 loại: 
* Bơm cánh dẫn: 
- Bơm ly tâm 
- Bơm hướng trục 
- Bơm hướng chéo 
- Bơm xoáy 
* Bơm thể tích: 
- Bơm piston 
- Bơm rôto 
- Bơm piston – roto 
* Bơm phun tia 
2.2. Quạt: Chỉ có loại cánh dẫn: 
* Quạt ly tâm 
* Quạt hướng trục 
2.3. Máy nén: Có 3 loại: 
* Máy nén cánh dẫn: 
- Máy nén ly tâm 
- Máy nén hướng trục 
* Máy nén thể tích: 
- Máy nén piston 
- Máy nén rôto 
* Máy nén phun tia 
77
3. CÁC THÔNG SỐ CHÍNH CỦA MÁY THỦY KHÍ: 
Mục tiêu: 
Cung cấp cho học sinh sinh viên kiến thức về các thông số cơ bản của máy 
thủy lực như: cột áp, lưu lượng, công suất và hiệu suất của máy . 
3.1. Cột áp: 
Khả năng trao đổi năng lượng của máy thủy khí với dòng môi chất được thể 
hiện bằng mức chênh lệch năng lượng đơn vị của dòng môi chất ở 2 mặt trước và 
sau của máy: 
- Năng lượng đơn vị tại mặt cắt A - A: 
g
vp
ze
2
2
111
11

- Năng lượng đơn vị tại mặt cắt B - B: 
g
vp
ze
2
2
222
22

Trong đó: z : độ cao hình học. 
 p,v : áp suất và vận tốc của dòng chảy. 
 : hệ số hiệu chỉnh động năng. 
Chênh lệch năng lượng đơn vị của dòng môi chất qua máy thủy khí giữa A và B 
Từ phương trình Bernoulli qua hai mặt cắt (A – A) & (B – B) ta suy ra: 
78
Nếu H > 0 dòng môi chất được máy cấp cho năng lượng, vậy máy là bơm (chất 
lỏng hoặc khí). 
Nếu H < 0 máy được dòng môi chất cấp cho năng lượng, vậy máy là động cơ 
thủy khí. 
Ta lại có: thành phần thế năng đơn vị; gọi là cột áp tĩnh Ht 
Thành phần động năng đơn vị; gọi là cột áp động Hđ 
Vậy H = Ht + Hđ 
3.2. Lưu lượng: 
 Lưu lượng là lượng môi chất chuyển động qua máy trong một đơn vị thời 
gian. Ta có 3 loại lưu lượng chính: 
- Lưu lượng thể tích: Q (m3/s), (m3/h), (l/s) 
- Lưu lượng khối lượng: M = .Q (kg/s), (kg/h) 
- Lưu lượng trọng lượng: G = .Q = gQ = gM (N/s), (N/h), (kg/s) 
3.3. Công suất – Hiệu suất: 
3.3.1. Công suất thủy lực: 
- Ntl (W): Cơ năng dòng chất lỏng trao đổi với máy thủy lực trong 1 đơn vị 
thời gian. Công suất thủy lực được tính bằng tích của cột áp với lưu lượng trọng 
lượng của máy. 
Ntl = GH = QH 
Trong đó H: Cột áp (m) 
Q: Lưu lượng (m3/s) 
: Trọng lượng riêng (N/m3) 
3.3.2. Công suất làm việc: 
- N (W) là công suất trên trục của máy khi làm việc. Công suất thủy lực khác 
công suất trên trục. Quá trình làm việc trong máy càng hoàn thiện thì N và Ntl càng 
ít khác nhau: 
- Đối với bơm: N > Ntl 
 < 1: Hiệu suất của bơm 
- Đối với động cơ: N < Ntl 
79
N = .Ntl = QH 
 < 1: Hiệu suất của động cơ thủy lực. 
3.3.3. Hiệu suất của máy thủy lực: 
-  (%, không đơn vị): Đánh giá tổn thất năng lượng trong quá trình máy trao 
đổi năng lượng với dòng môi chất. 
Trong điều kiện làm việc, các hiệu suất phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: loại 
máy, kích thước và cấu tạo của máy, loại môi chất chuyển động trong máy, chế độ 
làm việc của máy, các đặc tính của mạng mà máy làm việc trong đó. 
Để dánh giá hiệu năng lượng của hệ thống chung gồm có máy và động cơ của 
nó người ta sử dụng hiệu suất của hệ thống ht. 
ĐĐ
tl
ht
N
N
 
Trong đó NĐĐ công suất điện để khởi động động cơ. 
Để tính hiệu suất chung của máy thủy lực người ta đánh giá thông qua các 
dạng tổn thất. 
Tổn thất năng lượng trong máy thủy lực: Có 3 dạng: 
- Tổn thất thủy lực: Tổn thất cột áp của dòng môi chất chảy qua máy được 
đánh giá bằng H 
- Tổn thất cơ khí: Tổn thất do ma sát của các bộ phận cơ khí trong máy thủy 
lực được đánh giá bằng ck 
- Tổn thất lưu lượng: Tổn thất do rò rỉ môi chất làm giảm lưu lượng của máy 
được đánh giá bằng Q 
Hiệu suất chung của máy thủy lực là: 
 = H. ck. Q 
3.4. Bài tập: 
80
Máy bơm lấy nước từ giếng cung cấp cho tháp chứa để phân phối cho một 
vùng dân cư: 
Cho biết : 
- Cao trình mực nước trong giếng : z1 = 0.0m 
- Cao trình mực nước ở tháp chứa nước z2 = 26.43m 
- Ống hút: dài L = 10m, đường kính ống d = 250mm, các hệ số sức cản cục 
bộ: chỗ vào có lưới chắn rác( 6 vào ) một chỗ uốn cong ( 294.0 uôn ), n = 0.013 
(ống nằm ngang bình thường) 
- Ống đẩy : L = 35m; d = 200mm; n = 0.013; không tính tổn thất cục bộ. 
- Máy bơm ly tâm: lưu lượng Q = 65L/s; hiệu suất 65.0  ; độ cao chân 
không cho phép ở chỗ máy bơm   mhck 6 cột nước. 
Yêu cầu: 
1. Xác định độ cao đặt máy bơm. 
2. Tính cột nước H của máy bơm. 
3. Tính cống suất N mà máy bơm tiêu thụ. 
Xem dòng chảy trong các ống thuộc khu sức cản bình phương. 
 Giải: 
1. Xác định độ cao đặt máy bơm: 
Máy bơm chỉ được đặt cách mặt nước trong giếng một khoảng hb nào đó 
không quá lớn để cho áp suất tuyệt đối ở mặt cắt 2 - 2 không quá bé một giới hạn 
xác định, tức áp suất chân không tại đây không vượt quá trị số cho phép 
   ckck hp  . Mà theo đề thì   mhck 6 cột nước   atpck 6,0 . 
Viết phương trình Becnouly cho mặt cắt 1 - 1 & 2 - 2, lấy 1-1 làm chuẩn ta có: 
(*)
22
2
222
2
2
111
1 h
h
vp
z
vp
z 


Trong đó : 
0
1
;
1
21
21
21
2
v
pppp
Chon
hzHz
ta
b
 và h
h : là tổng tổn thất cột nước trong ống hút. 
Thay vào (*) ta được: 
hh
h
g
v
hhh
g
vp
h
p
bck
t
b
a


22
2
2
2
22
 Vì : 

2ta
ck
pp
h
Theo đề :   mhh ckck 6 cột nước   hhg
v
hh ckb  
2
2
2 
81
Tacó : 
g
v
d
L
hhhh uonvao
h
ccd uonvaoh 2
2
  
Tính  theo công thức 2
8
C
g
  
6
1
1
R
n
C Với m
d
R 0625,0
4
25,0
4
 smC /4,500625,0
013,0
1
6
1
03085,0
4,50
81,9.88
22
C
g
 234,1
25,0
10
03085,0 
d
Lh 
Lưu tốc trong ống hút là: 
 smQ
dA
Q
vAvQ /324,1
25,0.14,3
065,0.4
.
4
.
22
 m
g
v
09,0
81,9.2
324,1
2
22
 mhb 23,577,0609,0.294,06234,116max 
Vậy : mhb 23,5 
2. Tính cột nước H của máy bơm: 
Là tỉ năng mà bơm phải cung cấp cho chất lỏng khi đi qua nó, được biểu diễn 
bằng cột nước H (M cột nước). 
Ta có : hđ ww hhHH 0 
Trong đó: 
0H : là độ chênh lệch địa hình, tức là độ cao mà máy bơm phải đưa nước 
lên. 
đw
h : tổn thất cột nước trong ống hút. 
hw
h : tổn thất cột nước trong ống đẩy. 
mZZH 43,2600,043,26120 
 m
g
v
d
L
h uonvao
đ
wđ
68,009,0.294,06234,1
2
2
2 
  
g
v
d
L
h đhwh 2
.
2
 
Với Vđ là lưu tốc trung bình trong ống đẩy: 
 sm
d
Q
Vđ /07,2
2,0.14,3
065,0.44
22
 m
g
Vđ 22,0
81,9.2
07,2
2
22
82
Với m
d
R 05,0
4
2,0
2
 smC /7,4805,0
013,0
1
6
1
033,0
7,48
81,9.88
22
C
g
 78,5
25,0
35
033,0 
d
Lđ 
 m
g
v
d
L
h đhwh 27,122,0.78,52
.
2
  
Vậy cột nước của máy bơm là: 
 mhhHH
hđ ww
4,2827,168,043,260 cột nước. 
3. Tính cống suất N mà máy bơm tiêu thụ: 
 wHQN 27860
65,0
4,28.065,0.9810..


83
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1 Phạm Thị Thanh Tâm – THỦY KHÍ VÀ KỸ THUẬT MÁY BƠM – Đại 
Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh, 2005. 
2 Nguyễn Hữu Thành – CƠ HỌC CHẤT LƯU – NXB KHKT, 2000 
3 Huỳnh Văn Hoàng– GIÁO TRÌNH THỦY KHÍ KỸ THUẬT ỨNG DỤNG 
– Tài liệu mạng