Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất
TRƯỜNG ………………….
KHOA……………………….

Đồ án tốt nghiệp
Đề tài:
Thiết bị trong khai thác dầu khí tại Xí nghiệp
Liên doanh VIETSOVPETRO Nguyễn Danh Công 1 Thiết Bị Dầu Khí K50
Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất
Mục lục
Lời nói đầu 3
PHẦN 1: ĐẶC ĐIỂM CÔNG TÁC VẬN CHUYỂN DẦU VÀ VIỆC SỬ DỤNG
CÁC LOẠI BƠM LY TÂM TẠI XÍ NGHIỆP LIÊN DOANH “VIETSOVPETRO”
1.1- Đặc điểm công tác vận chuyển dầu trên các công trình biển của xí nghiệp
liên doanh “VIETSOVPETRO” 5
1.2- Sử dụng bơm ly tâm trong công tác vận chuyển dầu trên các công trình biển .
9
PHẦN 2: LÝ THUYẾT BƠM LY TÂM
2.1- Chuyển động của chất lỏng trong bơm ly tâm – Phương trình cơ bản của bơm
ly tâm 16
2.2- Hiệu suất của bơm ly tâm 18
2.3- Đường đặc tính của bơm ly tâm 19
2.4- Số vòng quay đặc trưng 20
2.5- Ảnh hưởng của số vòng quay và đường kính bánh công tác đến bơm ly tâm .
22
2.6- Ảnh hưởng khối lượng riêng và độ nhớt đến bơm ly tâm 23
2.7- Lực dọc trục trong bơm ly tâm 23
2.8- Các phương pháp khử lực dọc trục trong bơm ly tâm 24

Phần 1: Đặc điểm công tác vận chuyển dầu và việc sử dụng các loại Bơm ly tâm tại
Xí nghiệp Liên doanh “VIETSOVPETRO”.
Phần 2: Lý thuyết cơ bản về bơm ly tâm.
Phần 3: Tổ hợp bơm ly tâm NPS 65/35-500.
Phần 4: Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hút của máy bơm và phương pháp
khắc phục.
Dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy TRẦN VĂN BẢN và các thầy trong bộ
môn Thiết Bị Dầu Khí Và Công Trình, cùng với sự cố gắng của bản thân đến nay
em đã hồn thành xong đồ án này.
Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do kiến thức thực tế, kiến thức bản thân còn
hạn chế nên không tránh khỏi nhưng sai sót, em rất mong được sự góp ý của thầy cô
và bạn bè.
Qua đây, em cũng bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy Trần Văn Bản,
các thầy trong bộ môn Thiết Bị Dầu Khí Và Công Trình, công nhân và cán bộ
thuộc xí nghiệp liên doanh Vietsovptro và bàn bè đã giúp đỡ em nhiệt tình chu đáo.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội: Tháng 06 năm 2010
Sinh Viên: Nguyễn Danh Công
CHƯƠNG I
Nguyễn Danh Công 3 Thiết Bị Dầu Khí K50
Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất
ĐẶC ĐIỂM CÔNG TÁC VẬN CHUYỂN DẦU VÀ VIỆC SỬ DỤNG
CÁC LOẠI BƠM LY TÂM TẠI XÍ NGHIỆP LIÊN DOANH
“VIETSOVPETRO”
1.1 ĐẶC ĐIỂM CÔNG TÁC VẬN CHUYỂN DẦU TRÊN CÁC CÔNG
TRÌNH BIỂN CỦA XNLD VIETSOVPETRO:
Hiện tại cũng như từ hơn thập niên trước đây, xí nghiệp liên doanh
“VIETSOVPETRO” đã và đang tiến hành khoan và khai thác dầu khí chủ yếu ở
trên hai vùng mỏ Bạch Hổ và Mỏ Rồng nằm ở vùng biển thềm lục địa phía Nam
-Việt Nam. Do vị trí địa lý của các vùng mỏ nằm cách xa đất liền hơn 100Km, nên

nối với MSP-4, và thông qua đó nối với MSP-3, MSP-5, MSP-7, MSP-8, MSP-
10 Từ MSP-8 có đường ống vận chuyển dầu nối với MSP-4, MSP-1, MSP-9,
MSP-11. Trạm tiếp nhận FSO -2 chủ yếu tiếp nhận dầu từ các giàn MSP-4, MSP-5,
MSP-3, MSP-6, MSP-7, MSP-8, MSP-9, MSP-10, MSP-11.
Trong khu vực mỏ Rồng có trạm tiếp nhận dầu FSO–3. Giữa các trạm tiếp
nhận dầu FSO –1, FSO –2, FSO –3 có mối liên hệ với nhau thông qua nhiều điểm
trung chuyển, được trình bày trên sơ đồ tuyến đường ống vận chuyển dầu trên biển
của Xí nghiệp liên doanh “VIETSOVPETRO”.
Căn cứ theo sơ đồ đường ống vận chuyển dầu ngầm dưới biển tại 2 khu vực
mỏ Bạch Hổ và mỏ Rồng, ta nhận thấy rằng, chỉ trừ MSP-1, MSP-2, MSP-6, MSP-
8, trong những điều kiện bình thường, không có sự cố hỏng hóc tàu chứa dầu hoặc
tắc nghẽn đường ống vận chuyển là có thể bơm thẳng dầu đến tàu chứa, còn lại tất
cả các giàn như MSP-3, MSP-4, MSP-5, MSP-7, MSP-9, MSP-10, MSP-11 phải
bơm dầu qua những đoạn đường rất xa, qua nhiều điểm nút trung gian.
Ví dụ : Từ MSP-5, muốn vận chuyển dầu đến trạm tiếp nhận FSO-2 chúng ta
phải bơm dầu qua những quãng đường như sau : MSP-5 -> MSP-3 (đường ống
∅325x16, L=1005m, V=68m
3
) -> MSP-4 (∅ 219x13, L=877m, V=26,5m
3
) ->
MSP-6 (∅ 325x16, L= 1284,5m, V= 87m
3
)-> FSO-2(∅ 325x16, L=1915m,
V=129m
3
). Tổng cộng chiều dài tồn bộ tuyến là 5081,5 m, V=310,5m
3
, áp suất làm
việc tính theo xác suất thống kê trung bình là từ 20÷25Kg/cm

(38
o
6API), đó là một thuận lợi đối với công tác vận chuyển dầu,
bởi vì mặc dù theo công thức tính lưu lượng của bơm Q= C
m
ПD
b
= (ϕ
60
n
Dn) π. D.
(K1.D) = Kϕ D
3
n và cột áp H=
g
UCU 22
ta không thấy có sự ảnh hưởng nào của
khối lượng riêng chất lỏng công tác, nhưng nó lại ảnh hưởng đáng kể đến công suất
thủy lực (N
TL
) của các máy bơm : N
TL
= G.H = (
ρ
.g.Q).H. Điều đó có nghĩa là nếu
ρ
nhỏ, việc cung cấp năng lượng (điện năng) cho các trạm bơm vận chuyển dầu
giảm đáng kể .
1.1.4 Độ nhớt µ: là khả năng của chất lỏng có thể chống lại được lực trượt
(lực cắt), nó được biểu hiện dưới dạng lực ma sát trong (nội ma sát) khi có sự

1.1.5 Ảnh hưởng của các tính chất lý, hóa khác:
Dầu thô của chúng ta là loại sạch, chứa rất ít các độc tố, các kim loại nặng
như chì (1,39ppm), Vanadium(0,46ppm), Magiê(7,270ppm), Lưu huỳnh (0,005%
trọng lượng ). Đây là một điều tốt cho hệ thống vận chuyển dầu cũng như hệ thống
công nghệ của chúng ta. Tuy nhiên, từ kết quả phân tích phần cặn (chiếm một tỷ lệ
khá cao, đến 21,5% trọng lượng đối với dầu thô Bạch Hổ) có nhiệt độ sôi trên
500
0
C trong quá trình chưng cất chân không, ta thấy dầu thô của chúng ta chứa hàm
lượng Parafin rắn khá cao, đến 44,12%trọng lượng (phần cặn), điều đó làm giảm
tính linh động của chúng ở nhiệt độ thấp, và ngay cả ở nhiệt độ bình thường . Chính
sự có mặt của Parafin với hàm lượng lớn làm cho nhiệt độ đông đặc của dầu thô
tăng lên. Đối với dầu thô khu vực mỏ Bạch Hổ, nhiệt độ đông đặc ở mức khá cao,
đến 33
0
C. Đây thực sự là một trở ngại lớn cho hệ thống vận chuyển dầu của chúng
ta bởi chúng rất dễ làm tắc nghẽn các tuyến đường ống, nhất là ở tại các điểm nút
hoặc tại các tuyến ống ở xa trạm tiếp nhận và có lưu lượng thông qua thấp, hoặc
không liên tục mà bị gián đoạn trong một thời gian lâu . Đấy chính là nhược điểm
căn bản trong tính chất lý, hố của dầu thô Việt Nam, và việc xử lý, khắc phục chúng
đòi hỏi cả một quá trình công nghệ phức tạp và tốn kém.
Nguyễn Danh Công 7 Thiết Bị Dầu Khí K50
Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất
Để cải thiện các tính chất lý hóa của dầu, phục vụ cho công tác vận chuyển,
tồn trữ chúng, người ta sử dụng nhiều biện pháp nhằm làm giảm độ nhớt hoặc gia
nhiệt cho chúng để chống sự đông đặc làm tắc nghẽn đường ống của dầu. Ví dụ,
bằng phương pháp cấy vi sinh vào môi trường nước ép vỉa, người ta đã làm tăng tối
đa các quá trình phản ứng men ôxy hóa hydrocacbon của dầu có độ nhớt cao, điều
đó làm tăng khả năng thu hồi dầu ở các tầng sản phẩm và làm tăng được tính lưu
biến của chúng .

Bơm ly tâm là loại máy thủy lực cánh dẫn, trong đó việc trao đổi năng lượng
giữa máy với chất lỏng ( gọi là chất lỏng công tác ) được thực hiện bằng năng lượng
thủy động của dòng chảy qua máy . Bộ phận làm việc chính của bơm ly tâm là các
bánh công tác trên đó có nhiều cánh dẫn để dẫn dòng chảy. Biên dạng và góc độ bố
trí của các cánh dẫn ảnh hưởng trực tiếp đến các thành phần vận tốc của dòng chảy
nên có ý nghĩa rất quan trọng trong việc trao đổi năng lượng của máy với dòng
chảy. Khi bánh công tác của bơm ly tâm quay (thường là với số vòng quay lớn đến
hàng ngàn vòng trong 1 phút) các cánh dẫn của nó truyền cơ năng nhận được từ
động cơ (thường là động cơ điện) cho dòng chất lỏng đi qua nó tạo thành năng
lượng thủy động cho dòng chảy. Nói chung năng lượng thủy động của dòng chảy
bao gồm 2 thành phần chính: động năng (V
2
/2g) và áp năng (P/
γ
), và chúng có mối
liên quan mật thiết với nhau. Trong quá trình làm việc của máy, sự biến đổi động
năng bao giờ cũng kéo theo sự biến đổi của áp năng . Tuy nhiên đối với máy thủy
lực cánh dẫn như bơm ly tâm, đối với mỗi loại kết cấu máy cụ thể, sự biến đổi áp
năng chỉ đạt đến một giới hạn nhất định. Nó khác với máy thủy lực thể tích. Ở máy
thủy lực thể tích, năng lượng trao đổi của máy với chất lỏng có thành phần chủ yếu
là áp năng, còn thành phần động năng không đáng kể. Còn ở máy thủy lực cánh dẫn
như bơm ly tâm, năng lượng cột áp chỉ tăng đến mức cần thiết, còn lại tồn bộ năng
lượng thủy động của dòng chảy nhận được từ máy biến thành động năng. Chính vì
vậy việc dùng các máy bơm ly tâm để vận chuyển chất lỏng từ một điểm này đến
một điểm khác chiếm một ưu thế hơn hẳn các loại máy thủy lực khác.
Với tính năng kỹ thuật cao, chỉ tiêu kinh tế tốt, phạm vi sử dụng rộng rãi nên
các bơm ly tâm được dùng chủ yếu trong công tác vận chuyển dầu của XNLD
“VIETSOV PETRO”. Tùy theo sản lượng khai thác và nhu cầu thực tế trên mỗi
giàn cố định mà người ta sử dụng chủng loại và số lượng bơm ly tâm khác nhau.
Hiện nay tại các trạm bơm vận chuyển dầu trên các công trình biển của XNLD

1. Với kiểu làm kín mặt đầu : 2,5 (25)
2. Làm kín bằng salnhic : + Kiểu CГ : 1,0 (10)
+ Kiểu CO : 0,5 (5)
- Công suất thủy lực yêu cầu của bơm (KW) : 160
- Trọng lượng của bơm (KG) : 1220
- Công suất của động cơ điện (KW) : 160
- Điện áp (V) : 380
- Tần số dòng điện (Hz) : 50
- Hiệu suất làm việc hữu ích : 59%
1.2.2 Bơm ly tâm NPS – 40/400 :
Là tổ hợp bơm cùng chủng loại kết cấu như NPS 65/35 –500, chỉ khác đường
kính ngồi của các bánh công tác của nó nhỏ hơn .
1.2.3 Máy bơm Sulzer – Ký hiệu MSD-D Model 4x8x10,5 :
Là loại bơm ly tâm có 5 cấp, nằm ngang, trong đó bánh công tác thứ nhất là
loại hai cửa hút ngược chiều nhau, 4 bánh công tác còn lại là loại 1 cửa hút được
chia làm 2 nhóm đối xứng, có cửa hút ngược chiều nhau . Thân máy có cấu tạo gồm
2 nửa tháo được theo bề mặt phẳng ngang và được định vị với nhau bởi các chốt
côn . Thân máy có nhiều khoang chứa các bánh công tác và giữ luôn vai trò của các
bánh hướng dòng. Phía dưới có ống giảm tải nối từ khoang chứa đệm làm kín phía
Nguyễn Danh Công 10 Thiết Bị Dầu Khí K50
Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất
áp suất cao đến khoang cửa vào cấp I của bơm. Trục bơm được làm kín bằng đệm
làm kín chì dạng kép, có nhiệt độ làm việc dưới 160
0
C. Đệm làm kín này được làm
mát bằng dầu Tellus 46, đồng thời dầu làm mát này có tác dụng như nêm thủy lực
làm kín bổ sung cho đệm. Dầu làm mát đệm làm kín trao đổi nhiệt với bên ngồi
thông qua các lá đồng tản nhiệt dọc theo đường ống.
Các thông số đặc tính kỹ thuật cơ bản của tổ hợp bơm như sau :
- Lưu lượng bơm (m

phận làm kín kiểu СГ – hoặc СО.
Các thông số đặc tính kỹ thuật cơ bản của bơm như sau :
- Lưu lượng bơm (m
3
/h) : 200
- Cột áp định mức (m) : 120
- Hiệu suất hữu ích (%) : 67
- Lượng dự trữ xâm thực cho phép : 4,8 (m)
- Công suất động cơ điện (KW) : 100
- Số vòng quay (V/ph) : 2950
- Điện áp (V)- tần số dòng điện (Hz) : 380-50
1.2.5 Máy bơm NK-200/70 :
Là loại bơm ly tâm có cùng kiểu dạng, kết cấu như NK-200/120.
Nguyễn Danh Công 11 Thiết Bị Dầu Khí K50
Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất
1.2.6 Máy bơm ЦНС-105/294 :
Là tổ hợp bơm ly tâm kiểu nằm ngang, nhiều tầng, phân đoạn. Nó thường
được dùng để vận chuyển dầu bão hòa khí, dầu thương phẩm lẫn nước có nhiệt độ
từ 274
o
K ÷ 318
o
K (1
o
C ÷ 45
o
C) hoặc dùng để bơm nước trong các hệ thống công
nghệ. Các chất lỏng công tác dùng cho bơm ЦНС -105/294 cần phải đảm bảo các
yêu cầu : Tỷ trọng không lớn quá 1060 Kg/m
3

ЦA-400, УБН-700, cũng có thể tham gia vào công tác vận chuyển dầu trên các
công trình biển .
Việc bố trí, lắp đặt các trạm bơm trên các giàn cố định hoặc giàn nhẹ được
thiết kế, tính tốn phù hợp với sản lượng khai thác dầu và vai trò công nghệ của giàn
trong hệ thống công nghệ chung của tồn khu mỏ Bạch Hổ và mỏ Rồng. Với sơ đồ
Nguyễn Danh Công 12 Thiết Bị Dầu Khí K50
Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất
vận chuyển dầu và các đặc điểm trong công tác này người ta bố trí kiểu loại và số
lượng máy bơm ly tâm trên các giàn như sau:
1. MSP-1 (Giàn 1)
+ Máy bơm NPS 65/35-500 - số lượng : 2
+ Máy bơm NK-200/120 - số lượng : 2
+ Máy bơm SULZER - số lượng : 2
2. CPP-2 (Giàn công nghệ trung tâm số 2)
+ Máy bơm SULZER - số lượng : 8
+ Máy bơm R360/150 CM-3 - số lượng : 5
+ Máy bơm R360/150 CM-1 - số lượng : 2
3. MSP-3 (Giàn 3)
+ Máy bơm NPS 65/35-500 - số lượng : 1
+ Máy bơm NPS 40/400 - số lượng : 2
4. MSP-4 (Giàn 4)
+ Máy bơm NPS 65/35-500 - số lượng : 4
5. MSP-5 (Giàn 5)
+ Máy bơm NPS 65/35-500 - số lượng : 3
6. MSP-6 (Giàn 6)
+ Máy bơm NPS 65/35-500 - số lượng : 2
+ Máy bơm NPS 40/400 - số lượng : 2
7. MSP-7 (Giàn 7)
+ Máy bơm NPS 65/35-500 - số lượng : 3
8. MSP-8 (Giàn 8)

Thời gian nhanh nhất, đồng thời phải đảm bảo sự an tồn cho các tuyến đường
ống vận chuyển. Ngồi ra, chỉ tiêu kinh tế trong việc sử dụng năng lượng điện cho
các trạm bơm cũng được đặt ra. Do đó việc bố trí, phối hợp các chủng loại bơm trên
cùng một trạm, hoặc việc phối hợp giữa các trạm bơm với nhau sao cho có thể giảm
được tải trọng trên các tuyến ống vận chuyển dầu và tăng được lưu lượng thông qua
của chúng.
Trong việc bố trí, phối hợp giữa các bơm ly tâm trên cùng một trạm bơm
người ta có thể lắp đặt chúng theo nhiều cách. Theo cách đặt các bơm theo kiểu mắc
song song với mục đích làm tăng lưu lượng vận chuyển của trạm. Theo cách này,
mặc dù đường ra của mỗi bơm ly tâm đều có van một chiều nhưng vẫn phải đòi hỏi
các bơm trong hệ thống phải có các thông số đặc tính kỹ thuật không khác xa nhau
nhiều lắm, để khi cùng đồng thời vận hành chúng không triệt tiêu lẫn nhau. Theo
cách đặt bơm mắc nối tiếp với mục đích làm tăng áp suất trên đường vận chuyển để
có thể đưa chất lỏng đến được những điểm tiếp nhận rất xa. Tuy nhiên cách này đòi
hỏi các tổ hợp bơm được mắc nối tiếp phải có lưu lượng như nhau và việc làm kín
trục cho các máy bơm ở phần cuối của hệ thống rất phức tạp do áp suất đầu vào của
chúng tăng lên đáng kể. Ngồi ra, cũng có thể phối hợp cả 2 kiểu bố trí song song và
nối tiếp trên cùng một trạm. Nhưng trong thực tế, trên các giàn cố định, các trạm
bơm dầu được xây dựng theo kiểu mắc song song do các kiểu bơm ly tâm đã được
chọn lựa đảm bảo đủ cột áp để có thể vận chuyển được dầu thô đến vị trí tiếp nhận.
Nguyễn Danh Công 14 Thiết Bị Dầu Khí K50
Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất
Tùy theo sản lượng khai thác hoặc vị trí công nghệ của mỗi giàn mà người ta sử
dụng số lượng bơm ly tâm trên trạm là 2, 3 hoặc hàng chục như ở CPP-2 (15 bơm)
Trên mỗi trạm bơm, thông thường người ta dự tính từ 1/3 đến 1/2 số lượng
bơm ở vị trí dự phòng để khi hư hỏng, sự cố các máy bơm đang ở chế độ làm việc,
ta có thể sử dụng chúng thay thế ngay không ảnh hưởng đến sản lượng khai thác
dầu. Các máy bơm dự phòng này không nên để chúng ở trạng thái không làm việc
trong thời gian quá lâu vì dễ gây ra hiện tượng bó kẹt rôto do dầu bị đông đặc hoặc
thành phần parafin trong dầu và các tạp chất gây kết tủa khác đóng cặn lại giữa các

1
);
Trong đó: P
1
,P
2
– Là áp suất đo được tại cửa hút và cửa đẩy của bơm;
Nguyễn Danh Công 15 Thiết Bị Dầu Khí K50
Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất
v
1
, v
2
– Là giá trị tốc độ dòng tại cửa hút và cửa đẩy của bơm;
z
1
, z
2
- Độ chênh hình học của hai vị trí đo áp suất P
1
và P
2
;
Đối với bơm li tâm, ứng với mỗi vòng quay nhất định thì chỉ có một giá trị
cột áp mà tại đó bơm làm việc với hiệu suất cao nhất, ta gọi là cột áp định mức. Giá
trị cột áp này được chỉ dẫn trên tài liệu kỹ thuật của bơm.
2.1.2 Lưu lượng
Lưu lượng là lượng chất lỏng mà bơm vận chuyển được trong một đơn vị
thời gian. Giá trị sản lượng này thường được xác định bằng các cách đo trực tiếp
dòng chất lỏng mà bơm cung cấp được.

trong đó:
η - là hiệu suất tồn phần của máy bơm
Ở máy bơm ly tâm . η

= η
1
+ η
2
+ η
3
.
Nguyễn Danh Công 16 Thiết Bị Dầu Khí K50
Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất
- Với η
1
: Hệ số tính đến những mất mát thủy lực do masát của chất lỏng với
ống dẫn hướng, trong bánh công tác … thông thường hệ số
η
1
= 0,7 – 0,95.
η
2
: Hệ số tính đến những mất mát thể tích do sự rò rỉ của chất lỏng qua các
khe hở giữa các ngăn của máy bơm với áp suất khác nhau, rò rỉ qua vòng làm kín
giữa rôto và thân máy , rò rỉ qua Salnhic ra ngồi
+ Nhờ sự hồn thiện của cơ cấu làm kín và độ chính xác ngày càng cao hiện
nay nên η
2
= 0,9 -> 0,98
+ η3 : Hệ số tính đến sự mất mát cơ học do ma sát ở Salnhic, ở ổ bi và do ma

phần tiếp tuyến).
Đây là trường hợp lý tưởng nên mômen trên trục động cơ tính bằng công
thức sau:
ω
N
M =
;
N – Công suất động cơ;
ω - Tốc độ góc động cơ.
khác ta có N=
γ
QH nên
ω
γ
QH
M =
và thay vào phương trình cân bằng
môment, trao đổi ta thu được:
ω
γ
QH
= m( r
2
C
2U
– r
1
C
1U
);

ωρ
.
1122
−
;
H=
( )
g
CrCr
UU 1122
. −
ω
;
Nếu ta chuyển
ω
r
2
=u
2
và
ω
r
1
=u
1
thì: H=
( )
g
CuCu
UU 1122

22
1
=
222
cos
1
α
Cu
g
Đây là phương trình động Eulera cho nhóm máy bơm cánh dẫn. Song đối với
bơm có số cánh hữu hạn (i) cột áp mang một giá trị thấp hơn và được xác định bằng
công thức:
Hi=
p
H
+
∞
1
Trong đó P > 0 là hệ số hiệu chỉnh Pleidener. Hệ số p được tính theo công
thức thực nghiệm:
P=
( )
irr
r
.
2
2
1
2
2

= (u
2
– W
2
cos
β
2
);
Và thay thế vào phương trình trên ta thu được
H
∞
=






−
222
cos
1
β
abi
Q
uu
g
;
Hi =


Hoặc viết cho một trị số vòng quay bánh cánh n = const thì
Nguyễn Danh Công 19 Thiết Bị Dầu Khí K50
Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất
H i= A
’
– BQ cos
β
2
;
Trong đó:
A, A
’
là các hệ số rút gọn;
Q: là sản lượng của bơm;
β
2
là góc phụ thuộc vào kết cấu cánh;
Vì u
2
=
ω
r
2
nên khi tính tốn ta sử dụng u =
ω
r;
r : là bán kính điểm quay từ đó xác định cột áp lý thuyết.
Hi= Au
2
- BQcos

cánh trên ta có một đặc tính tương ứng. Với cánh cong về phía sau
β
2
< 90
0
, cột áp
động năng nhỏ nên tổn thất năng lượng nhỏ, nên hiệu suất cao. Còn cánh cong về
phía trước
β
2
> 90
O
, cột áp động năng lớn nên hiệu suất thấp vì tổn hao năng lượng
lớn. Trong thực tế người ta chọn cánh cong về phía sau với giá trị góc
β
2
=30
0
÷
70
0
.
2.4 ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CỦA MÁY BƠM LY TÂM
2.4.1 Đường đặc tính thực của máy bơm ly tâm.
Nguyễn Danh Công 20 Thiết Bị Dầu Khí K50
Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất
Đặc tính thực tế của bơm li tâm được thể hiện trên (Hình 2.4). Trường hợp lý
tưởng với số cánh là vô cùng (H
∝
) thì trao đổi năng lượng hồn tồn, với

η
=f(Q).
Các đặc tính thường gặp được biểu diễn trên (Hình 2.6).
Hình 2.6 Các đặc tính của bơm li tâm
2.4.3 Đặc tính ổn định và không ổn định của bơm ly tâm.
Đặc tính ổn định là đặc tính liên tục ổn định nghịch biến với mức gia tăng về
dòng chảy qua bơm (Hình 2.7).
Nguyễn Danh Công 22 Thiết Bị Dầu Khí K50
Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất
Hình 2.7 Đặc tính ổn định của bơm
Đặc tính không ổn định của bơm li tâm (Hình 2.8) có dạng ban đầu đồng biến
với lưu lượng, sau đó đạt giá trị cực đại và tiếp tục nghịch biến với lưu lượng.
Hình 2.8 Đặc tính không ổn định của bơm ly tâm
Đối với loại bơm có đặc tính ổn định, mỗi giá trị cột áp ứng với một giá trị
lưu lượng. Còn đối với loại bơm có đặc tính không ổn định tồn tại vùng mà ứng với
mỗi giá trị cột áp cho hai giá trị lưu lượng (Hình 2.8).
Trong khoảng A-B là vùng hoạt động không ổn định. Trong vùng này nếu sản
lượng giảm thì đồng thời cột áp cũng giảm, do đó mà năng lượng của chất lỏng
giảm theo. Kết quả đó gây ra va đập ngược lại với chất lỏng và gây dao động áp
suất công tác, ảnh hưởng đến sự làm việc của bơm và hệ thống.
Nguyễn Danh Công 23 Thiết Bị Dầu Khí K50
Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ Địa Chất
Trong số hàng loạt bơm li tâm, một số bơm có đặc tính không ổn định,.nên khi
khai thác loại bơm này cần lưu ý thận trọng, đặc biệt là khi chúng được nối song
song với các bơm khác. Tránh khai thác bơm này tại khu vực không ổn định, nên
điều chỉnh đặc tính đường ống cho phù hợp.
2.4.4 Đồ thị đặc tính công suất, N=f(Q)
Ứng với mỗi vòng quay của bơm n=const ta có đường đặc tính công suất
N=f(Q) là đường đặc tính nêu lên mối quan hệ giữa công suất thủy lực với lưu lượng
của bơm có dạng như (Hình 2.13).


;
;
Từ đó suy ra : Các bánh công tác có các hệ thức này như nhau ( về mặt
hình học là tương tự nhau ). Tạo thành một nhóm xác định, để định tính của nhóm
này người ta đưa ra khái niệm số vòng quay đặt trưng của máy bơm n
s
:
n
s
=

Với: Q : Lưu lượng [ m
3
/h]
H: Cột áp [m]
n : Số vòng quay ( Vòng / phút).
Đối với máy bơm nhiều bậc thì giá trị H được lấy là cột áp sinh ra do một bậc.
Đối với máy bơm mà chất lỏng vào bánh công tác từ hai phía, lúc đó lưu
lượng sử dụng trong công thức trên là 0,5Q .
Hệ số n
s
là chỉ số rất quan trọng, nó xác định loại máy bơm, cùng một lúc
tính đến 3 thông số cơ bản của máy bơm cánh quạt. Lưu lượng cột áp và số vòng
quay đặc trưng, bơm cánh quạt được chia ra làm các loại theo bảng trên.
Từ các dữ liệu ban đầu – Q,H- có thể theo số vòng quay đặt trưng xác định
dạng của máy bơm.( bánh công tác) và tỉ số tương đối giữa các đường kính bánh
Nguyễn Danh Công 25 Thiết Bị Dầu Khí K50