Đang tải... (xem toàn văn)
Kiểu bơm: НЦВ 100/75 (Bơm cứu hoả) Hệ thống : Hệ thống cứu hoả trên tàu (nước biển) Học viên thực hiện: Trần Xuân Trung
ĐỒ ÁN MƠN HỌC ĐỀ TÀI: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ BƠM LY TÂM VÀ HỆ THỐNG Kiểu bơm: НЦВ 100/75 (Bơm cứu hoả)Bơm cứu hoả)) Hệ thống : Hệ thống cứu hoả) tàu (Bơm cứu hoả)nước biển) Học viên thực hiện: Trần Xuân Trung CÁC SỐ LIỆU CHO TRƯỚC: Q = 100 m3/h (Bơm cứu hoả)Q4 = Q6 = 33 m3/h ) Số liệu bơm: pđ = 6,5 kG/cm2 (Bơm cứu hoả)p4 = p6 = 2,0 kG/cm2 ) ph = 0,5 kG/cm2 Chiều cao dâng 4,5m Số liệu hệ thống: L1-2 = 3,5 m; L2-3 = 2,5 m; L3-4 = 4,8 m; L3-5 = 5,0 m; L5-6 = 3,5 m; L5-7 = 4,0 m; L7-8 = 3,5 m Phần 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BƠM LY TÂM Đặc điểm bơm ly tâm Bơm li tâm bơm dạng cánh truyền lượng cho chất lỏng dạng động năng.Về kết cấu bơm có phận sau: vỏ bơm, bánh cánh, trục, thiết bị làm kín 1.1 Vỏ bơm Vỏ bơm chế tạo kiểu ghép ngang gồm nhiều phần ghép Thân bơm chia làm nhiều khoang riêng biệt với mục đích khác Khi khai thác, lắp đặt, sửa chữa phả)i ý tới chốt định vị, độ dày gioăng, thứ tự lắp ghép Lối dẫn chất lỏng vào bánh cánh tạo thành cửa hút Sơ đồ bơm li tâm 1.Lối vào 4.Lưỡi 1.2 Bánh cánh Lối Ống loe 2.Bánh cánh Bánh cánh bơm li tâm gồm có nhiều cánh cong ghép lại với gắn mâm xoay Bánh cánh quay nhờ gắn chặt với trục mối ghép then 1.3 Trục bơm Trục bơm chi tiết quan trọng có nhiệm vụ truyền mômen xoắn động lai tới bánh cánh làm cho bánh cánh quay tới bánh cánh làm cho bánh cánh quay Trục bơm thường trục bậc để dễ dàng lắp ráp thiết bị trục H1 Kết cấu trục bơm 1.4 Trết làm kín Trong bơm li tâm thiết bị làm kín có nhiệm vụ làm cách biệt với khoang công tác với khơng cho áp suất xâm nhập, rị chất lỏng để đả)m bả)o chức bơm đồng thời ngăn cách bơm với mơi trường bên ngồi Điều kiện làm việc -Trong trình làm việc bơm thường xuyên phả)i tiếp xúc với nước biển có chứa lượng muối cao gây tượng ăn mòn Yêu cầu kỹ thuật 3.1 Thân bơm - Phả)i đả)m bả)o độ cứng vững, chịu ăn mòn, va đập - Giữa thân bơm bánh cơng tác có vành làm kín ngăn chất lỏng chả)y từ cửa đẩy cửa hút Khe hở cho phép 0,1 ÷ 0,5 mm Có thể thay đổi tuỳ theo trạng thái kỹ thuật bơm - Bề mặt lắp ghép nắp vỏ bơm gia cơng xác, có đặt đệm làm kín tránh rị lọt khơng khí vào bơm 3.2 Ổ đỡ Lắp ghép yêu cầu kỹ thuật, có điều chỉnh khe hở ổ bi mịn đả)m bả)o rơto khơng bị đả)o 3.3 Bánh công tác - Đủ bền, chịu ăn mòn ngâm nước biển - Lắp ghép với trục mối ghép then 3.4 Trục bơm - Không cong vênh Độ đả)o cho phép < 0,03 mm/m - Đủ điều kiện bền - Các bích nối đả)m bả)o độ đồng tâm - Trục đỡ ổ bi có trết làm kín Ngun tắc hoạt động : Trước bơm làm việc cần phả)i làm cho thân bơm đường ống hút điền đầy chất lỏng cần bơm Việc gọi mồi bơm Chất lỏng công tác qua dẫn hướng vào bánh công tác Khi bánh công tác quay, tác động cánh công tác chất lỏng quay theo theo với bánh cánh, phần tử nước có tốc độ vịng U hướng tiếp xúc với vòng tròn vẽ qua điểm xét có tâm tâm quay bánh cơng tác Và chất lỏng chuyển động quay lòng bánh công tác xuất lực li tâm đẩy chất lỏng chuyển động rãnh cánh phía ngồi xa tâm quay với vận tốc tương đối W Như vận tốc tuyệt đối phần tử chất lỏng : C U W Kết quả) khỏi bánh cánh chất lỏng bơm truyền cho lượng để tăng tốc độ từ C (Bơm cứu hoả)ở mép vào bánh cánh) lên C2 (Bơm cứu hoả)ở mép bánh cánh) Sau khỏi bánh cánh chất lỏng có tốc độ lớn đưa vào buồng xoắn ốc có tiết diện lớn dần từ nhằm làm giả)m tốc độ dòng chất lỏng biến phần cột áp động dòng chả)y thành cột áp tĩnh, tăng áp lực chất lỏng đường ống đẩy Đồng thời chất lỏng chuyển vào bánh cơng tác tạo độ chân không cửa hút làm cho chất lỏng điền đầy vào bơm, chất lỏng bể hút liên tục bị đẩy vào bơm theo ống hút.Đó q trình hút bơm Q trình hút đẩy bơm trình liên tục tạo nên dòng chả)y liên tục bơm Phần 2: TÍNH TỐN THƠNG SỐ CƠ BẢN CỦA BƠM Chương 1: THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA BƠM Kiểu bơm hệ thống: Bơm ly tâm Lưu lượng bơm: Qb= 100 m3/h Áp suất đẩy: Pd= 6,5 Kg/cm3 Áp suất hút: Ph= 0,5 Kg/m3 Chiều cao chất lỏng: Z1= 4,5 m Chất lỏng bơm: Nước biển Nhiệt độ chất lỏng: t= 27 0C Áp suất khí quyển: 1at= 110 Kg/cm2 Trọng lượng riêng chất lỏng: γ= 1025 Kg/m3 10 Áp suất bão hịa: 0,01÷ 0,03 Kg/cm2 11 Vận tốc chất lỏng: 2÷ m/l 12 Hiệu suất thể tích bơm: η0= 0,95÷0,98 Chọn η0=0,96 13 Lưu lượng lý thuyết: Q= 14 Cột áp bơm: = =104,16 m3/h = Hb = = 58,54 mH2O 15 Năng lượng dự trữ: Δh =h = + = = 5,29 (Bơm cứu hoả)mH2O) 16 Số vòng quay giới hạn: ηS = = = 3649 (Bơm cứu hoả)vòng/ phút) 17 Số vòng quay thực tế: n ≤ ngh 18 Số vòng quay cho phép: ncp= (Bơm cứu hoả)0,7 = (Bơm cứu hoả)vòng) 19 Hệ số cao tốc: nS= = 583 (Bơm cứu hoả)vòng/phút) = 20 Cộp áp giới hạn bánh cánh: Hi.max=0,0165 =0,0165 21 Số cấp: i= = 64,4 mH2O = =1,04 Chọn i = 22 Cột áp cấp tạo ra: Hi= = 64,4 mH2O = 23 Hệ số cao tốc bánh cánh: nSK = = 79,29 (Bơm cứu hoả)vòng/ phút) Chọn nSK= 79 vòng/phút 24 Hiệu suất tuyệt đối: = η0 = = 0,964 25 Lưu lượng lý thuyết: = QT= =103,73 m3/h= 0,0288 m3/s 26 Năng lượng dự trữ chống xâm thực: Δh =h=10 =10 = 3,89mH2O 27 Năng lượng dự trữ cho phép: = 2,59÷3,53 mH2O Δh =hCP= 28 Chiều cao hút chân không cho phép: HCKCP= = = 2,44 mH2O 29 Đường kính quy dẫn bánh cánh: =(Bơm cứu hoả)3,6 6,5).103 Dqd= (Bơm cứu hoả)3,6 6,5).103 = 77,4÷139,7 mm 30 Hệ số thủy lực bơm: = 1- ΗTL= 1- 31 Cột áp lý thuyết bánh cánh: HLT= = 0,74 = mH2O 32 Bán kính đỉnh bánh cơng tác: = r2= = 0,16 m = 160 mm 33 Vận tốc vòng đỉnh cánh: = u2 = = 48,5 m/s 34 Bán kính trung bình mép vào bánh cánh cơng tác: r1= = = 0,08 m 35 Thành phần hướng kính vận tốc vào: C0r = C0 = (Bơm cứu hoả)0,065 ÷ 0,085) = (Bơm cứu hoả)0,065 ÷ 0,085) Chọn C0r= 4,5 m/s = 4÷5 m/s = 87 36 Vận tốc vòng mép vào cánh: = u1= = 24,3 m/s 37 Góc vận tốc tương đối vào: => β1∞= arctg tgβ1∞= = arctg = 10,50 38 Góc đạt cánh vào: = β1∞ +δ = 10,50+60= 16,5 (Bơm cứu hoả) với δ góc va) 39 Thành phần hướng kính vận tốc tuyệt đối vào: Cr1 = Ѱ1.C0r = 1,15.4,5= 5,175 m/s 40 Vận tốc tương đối chất lỏng vào bánh cánh: = W1 = = 18,22 m/s 41 Vận tốc tuyệt đối khỏi bánh cánh: W2 = = = 15,2 m/s 42 Thành phần hướng kính vận tốc tuyệt đối khỏi bánh cánh: Cr2 = K.c2m = 1,2.0,012 43 Góc cực đại bánh cánh khỏi cánh : = = 0,342 = 5,2 m/s tgβ1∞ = = => β1∞ =140 = 0,37 65 Thành phần hướng kính vận tốc tuyệt đối: Cr1 = Ѱ1.C0r = 1,61.4,5 = 7,2 m/s 66 Góc kết cấu (Bơm cứu hoả)góc đặt): β1d = β1∞ +δ =140 + 60 = 200 67 Vận tốc tương đối: = W1 = = 20 m/s 68 Vận tốc vòng đỉnh cánh: U2= = = 48,5 m/s 69 Số cánh bánh cơng tác xác: z = 6,5 =6,5 = 6,2 Lấy z = (Bơm cứu hoả)cánh) 70 Hệ số luân chuyển: µz = = = 0,8 71 Cột áp lý thuyết bơm z= ∞: HLT∞= = = 108,75 mH2O 72 Thành phần vòng vận tốc tuyệt đối ra: CU2∞ = = = 21,9 m/s 73 Góc vận tốc tương đối: tgα2∞ = = = 0,237 => α2∞ = 13,30 74 Bước cánh mép ra: 125,6 mm 75 Bề dày mép ra: S2 = ÷ Chọn S2 = 76 Hệ số co ép ra: = 1,12 77 Thành phần vòng vận tốc tuyệt đối ra: CU2 = µz.CU2∞ = 0,8.21,9 = 17,52 m/s 78 Thành phần hướng kính vận tốc tuyệt đối: Cr2 = 4,6 m/s Chương 2: TAM GIÁC VẬN TỐC CỦA BÁNH CÁNH CÔNG TÁC Chiều rộng mép cánh: 0,057 m Chiều rộng mép vào cánh: 0,028 m Chiều rộng cánh bi bán kính trung gian: =0,014 m Bán kính cung cánh: = 0,123 cm Bán kính đường trịn tâm cong cánh: = = 0,05 m Bán kính cua ống ra: r3 = (Bơm cứu hoả)1,03÷1,05)r2 = 0,165÷0,168 m Chiều rộng ống ra: b3 = b2+0,1r2 = 0,028+0,1.0,16 = 0,044 m Vận tốc trung bình chất lỏng ống ra: CTb = KTb = 0,4 = 15,8 m2 Diện tích thiết diện cắt ngang ống xoắn: = = 0,0018 m2 = 10 Góc mở rãnh mịn buồng xoắn thiết diện giọt nước 11 Các hệ số ống xoắn: = = 0,75 12 Cột áp tĩnh khỏi bánh công tác: = = 60,5 mH2O 13 Bán kính đệm kín trong: = 0,046+0,012= 0,058 m 14 Lực hướng trục áp suất thủy lực: = 72,28 KG 15 Phần khí dịng chả)y đổi hướng : = = 13 KG 16 Lực dọc trục tác dụng lên bề mặt cánh bơm: P = P1 - P2 = 72,28 – 13 = 59,28 KG 17 Trọng lượng Roto: = 41.1,5 = 61,5 KG 18 Lực hướng trục tổng cộng: = 59,28 + 61,5 = 120,78 KG Chương 3: TÍNH TỐN BÁN KÍNH NGỒI TRÊN ĐĨA CHỦ ĐỘNG kính đệm kín ngồi đĩa chủ động: =0,058 m Lượng chất lỏng tiêu hao cho giả)m tả)i hướng trục : = 0,00288÷0,0056 m3/s Đường kính lỗ giả)m tả)i : Số lỗ giả)m tả)i : mm Chọn lỗ Chọn mm lỗ Vận tốc chả)y lỗ: = = 16 m/s Áp suất khoang giả)m tả)i: = = Lực tác dụng lên bề mặt: = 2,99 KG/cm2 = = = 53,8 KG = = = 176 KG Lực dư mà ổ đỡ phả)i chịu: = 176 – 72,28 – 15 + 61,5 = 150,2 KG Chương 4: TÍNH TỐN HIỆU SUẤT VÀ CƠNG SUẤT TRỤC BƠM Độ sụp áp đệm kín bánh công tác = Hệ số lưu lượng cỏc m kớn = 0,4ữ0,6 mH2O =28,5 mH2O Khe hở hướng kính đệm kín bánh cơng tác bi = 0,12÷0,25 Rị rỉ qua khe hở đệm kín = 0,0006 m3/s = Rị rỉ chất lỏng tổng cộng =0,004 + 0,0006 = 0,0046 m3/s Hiệu suất thể tích = = 0,96 % Mất mát chất lỏng rò rỉ Nr=0,0012U22.D22 = 0,0012.48,52.0,322 = 0,72 CV Hệ số ma sát đệm kín f =0,01÷0,015 Chọn f = 0,015 Mất mát ma sát đệm kín = =0,09 CV 10 Tổng cơng suất mát Nms=Nr+Nmsd =0,72 + 0,09 = 0,162 CV ...1 Đặc điểm bơm ly tâm Bơm li tâm bơm dạng cánh truyền lượng cho chất lỏng dạng động năng.Về kết cấu bơm có phận sau: vỏ bơm, bánh cánh, trục, thiết bị làm kín 1.1 Vỏ bơm Vỏ bơm chế tạo kiểu... liên tục tạo nên dòng chả)y liên tục bơm Phần 2: TÍNH TỐN THƠNG SỐ CƠ BẢN CỦA BƠM Chương 1: THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA BƠM Kiểu bơm hệ thống: Bơm ly tâm Lưu lượng bơm: Qb= 100 m3/h Áp suất đẩy: Pd= 6,5... lỏng chuyển vào bánh công tác tạo độ chân khơng cửa hút làm cho chất lỏng điền đầy vào bơm, chất lỏng bể hút liên tục bị đẩy vào bơm theo ống hút.Đó q trình hút bơm Quá trình hút đẩy bơm trình