Tr−êng ®¹i häc thủ lỵi
Bé m«n m¸y b¬m vμ tr¹m b¬m BÀI TẬP VÀ ĐỒ ÁN MÔN HỌC
M¸Y B¥M Vµ TR¹M B¥M

Biên soạn:
NGUYỄN CÔNG TÙNG


Phần thứ t: Hớng dẫn thiết kế đồ án môn học trạm bơm
73
A. Bố trí tổng thể công trình trạm bơm
75
B. Chọn lu lợng thiết kế cho trạm bơm
76
C. Thiết kế kênh
77
D. Tính toán các loại cột nớc cho trạm bơm
80
E. Chọn máy bơm, động cơ và máy biến áp
82
F. Xác định các cao trình đặt máy bơm
88
G. Thiết kế nhà máy bơm
88
H. ống đẩy
109
I. Thiết kế bể hút
110
K. Thiết kế bể tháo
111
Phần phụ lục:
115
Phụ lục 1: Độ cao áp lực khí trời phụ thuộc cao trình nơi đặt trạm bơm
117
Phụ lục 2: áp lực bốc hơi của các chất lỏng phụ thuộc nhiệt độ
117
Phụ lục 3: Tính tổn thất cột nớc của đờng ống 117
Phụ lục 4: 124

Cuốn bài tập và đồ án môn học máy bơm và trạm bơm do giảng viên
chính Nguyễn Công Tùng biên soạn, GS. PTS. Hoàng Lâm Viện, PTS. Lê
Chí Nguyện hiệu đính và đợc Bộ Môn Máy Bơm và Trạm Bơm đóng góp
ý kiến.
Ngời biên soạn
GVC. Nguyễn Công Tùng 8 9
PhÇn thø nhÊt

C¸c bμi tËp ¸p dông 10

1) Tính cột nớc bơm?
2) Trong trờng hợp này tổn thất trên đờng ống hút và ống đẩy bằng bao nhiêu?
Hớng dẫn:
Câu 1: ứng dụng lý thuyết Chơng 1 phần các thông số chủ yếu của máy bơm.
Câu 2: Cột nớc đã đợc tính ở câu 1 là cột nớc do máy bơm tạo ra nhằm một
phần để khắc phục độ cao địa hình (H
đh
= Z
t
Z
h
) và tổn thất ở ống hút và ống đẩy h
t
.
Tổn thất đó sẽ bằng h
t
= H H
đh
.
Chú ý: Cột nớc mà máy bơm tạo ra là cột nớc đã tính đến tổn thất sinh ra trong
máy bơm.

12
H×nh 1-1: S¬ ®å bè trÝ tæ m¸y b¬m 13

q



t
: Hiệu suất của tổ máy
t
=
b
.
đc
.
trd

trd
: Hiệu suất truyền động. ở đây động cơ và bơm nối cứng nên
trd
= 1,0. Hình 1-2: Sơ đồ bố trí tổ máy bơm
Đề 3

Một máy bơm có đờng kính chỗ vào D
1
= 250mm, đờng kính chỗ ra D
2
=
200mm đặt ở cao trình (hình 1-3) Z
đm
15
3) Nếu cột nớc cần là H = 60m, máy bơm sẽ bơm đợc lu lợng bằng bao nhiêu?
Công suất và hiệu suất bơm bằng bao nhiêu?
4) Nếu cột nớc cần là H
1
= 65m, H
2
= 50m thì Q
1
, Q
2
, N
1
, N
2
,
1
,
2
bằng bao
nhiêu? Từ đó nêu nhận xét về các đờng đặc tính máy bơm trên.
Hớng dẫn:
Câu 1: Căn cứ vào hệ số tỷ tốc hoặc dạng đờng đặc tính máy bơm.

Đề 5

Đờng đặc tính máy bơm B-60, n = 730 v/f do Liên Xô (cũ) sản xuất nh hình
vẽ (hình 1-5).

yc
= 8,5m; Q
yc
= 0,88 m
3
/s thì góc cánh quạt máy
bơm sẽ đợc chọn bằng bao nhiêu?
2) Nếu trạm bơm có cột nớc thiết kế H
tk
= 8,0m, lu lợng trạm thiết kế Q
tk
=
5m
3
/s. Phải dùng bao nhiêu máy bơm loại OB5-47 và góc cánh quạt bằng bao nhiêu là
thích hợp?
3) Vẽ phạm vi làm việc của máy bơm để cho 80%; N 100 kW. Hình 1-6: Đờng đặc tính máy bơm OB5-47 Đề 7

Đờng đặc tính không thứ nguyên của loại máy bơm theo mẫu 05 (O5) nh
hình 1-7:
1) Vẽ đờng đặc tính của máy bơm O5-70 có số vòng quay n = 730 v/ph.

18
2) Vẽ họ đờng đặc tính H = f(Q), = f(Q) và H = f(Q) ứng với góc cánh quạt =

3
/s), H(m), và H(m) là lu lợng, cột nớc và độ dài dự trữ khí thực máy
bơm O5-70 với n = 730 v/ph.
Cách vẽ: ứng với D = 700mm = 0,7m
n =
Error! v/s
Từ một điểm trên đờng đặc tính không thứ nguyên O5 có thể xác định đợc các
thông số Q, H, H của O5-70, n = 730 v/ph.
Hiệu suất không thay đổi. 19
Đề 8

Máy bơm 12-13, số vòng quay n = 1450 v/ph, đờng kính ngoài bánh xe cánh
quạt D
2
= 340mm, có đờng đặc tính nh hình 1-8.
1) Tính hệ số tỷ tốc của máy bơm trên.
2) Số vòng quay sẽ bằng bao nhiêu để đờng đặc tính đi qua điểm công tác yêu
cầu H = 25m, Q = 0,180m
3
/s?
3) Vẽ lại các đờng đặc tính: H = f(Q), N = f(Q) và = f(Q) ứng với số vòng quay
mới. Hình 1-8: Đờng đặc tính máy bơm 12-13
Hớng dẫn:
Hệ số tỷ tốc của 1 máy bơm đợc tính ứng với điểm công tác có hiệu suất cao nhất.


Đề 10

Máy bơm 10-6, D
2
= 465 mm, n = 1450 v/ph do Liên Xô (cũ) chế tạo có đờng
đặc tính ở hình 1-9.
1) Xác định cao trình đặt máy bơm khi nó làm việc với cột nớc H = 65 m, Cao
trình mực nớc bể hút Z
h
= +360 m, nhiệt độ nớc bình quân t = 25
0
C. Đờng kính
chỗ vào máy bơm D
1
= 250 mm; đờng kính chỗ ra D
2
= 200 mm.
ống hút bằng thép, đờng kính D
h
= 300 mm, dài L
h
= 20 m, trên đó có lắp một
van đáy (D = D
h
) kiểu cánh bớm có lới chắn rác, một cút cong 90
0
(R = D
h
) (bỏ

một van 1 chiều, hai cút cong 30
0
. Miệng ra ống đẩy có lắp nắp bản lề trên D
ra
= 400mm.
1) Tìm điểm công tác của máy bơm khi mực nớc bể tháo Z
t
= +45m, mực nớc
bể hút Z
h
= +26m.
2) Xác định các thông số công tác Q, H, N, , [H
CK
) trong trờng hợp đó.
Hớng dẫn:
- Xem bài tập mẫu 5-1.
- Bỏ qua các tổn thất co hẹp.

Đề 12

Sử dụng máy bơm 10 - 6 ở đề 10 để bơm nớc cung cấp một lu lợng Q
yc
= 150
l/s và cột nớc H
yc
= 44m.
1) Nếu dùng phơng pháp điều chỉnh bằng van trên đờng ống đẩy thì cột nớc H,
công suất N, hiệu suất hơm bằng bao nhiêu?
2) Ngời ta đề nghị cắt gọt bớt đờng kính ngoài bánh xe cánh quạt, vậy phải gọt
bớt bao nhiêu để đáp ứng lu lợng và cột nớc yêu cầu trên? Có cho phép cắt gọt

h
= + 10m
- Cao trình điểm nối ống đẩy chung (điểm M)
Z
M
= +13m
- Cao trình mực nớc bể tháo Z
t
= + 53m
- Tổn thất cột nớc trên ống hút và đoạn
ống đẩy trớc khi nối với ống chung h
t OM
=
89Q
2
.
- Tổn thất cột nớc ở ống đẩy chung (đoạn MN) h
t MN
= 167Q
2
.
1) Vẽ đờng đặc tính khi làm việc chung hai máy bơm 10 -6 khi lắp đặt nh
trên.
2) Tìm điểm công tác chung và điểm công tác riêng của hai máy bơm.
Hớng dẫn:
Câu 1: Vẽ đờng đặc tính làm việc chung theo trình tự sau:
- Vẽ đờng đặc tính ống nớc đoạn OM: H
OM
= Z
M

.
- Điểm cắt nhau của hai đờng H
MN
= f(Q) và H
M(I+II)
= f(Q) là điểm công tác chung.
21 PhÇn thø hai
C¸c bμi tËp mÉu
22

0
, một đoạn loe ở cửa ra
với D
ra
= 240mm, góc loe = 6
0
(xem hình 2-1), Hình 2-1: Sơ đồ lắp ráp của máy bơm

Bài giải:
Cột nớc toàn phần H của máy bơm đợc xác định theo công thức:
H = h
đh
+
g2
VV
h
2
bh
2
bt
ms

+

Trong công thức trên:
- h
đh

Van đáy có đờng kính D
đ
= 300 mm nên
đ
= 3,7 [1]
V
t
tốc độ chảy qua van đáy:
== =
t
22
đ
4Q 4x0,06
V0
IID 3,14x0,3
,86m/s

h
c1
= 3,7 Error! = 0,14m
2. Tổn thất qua đoạn cong 90
0
h
c2
=
2
2
c
V
2

2
= 0,216m
l: chiều dài ống tính bằng km
Tổng tổn thất trên đờng ống hút:
h
msoh
= h
c1
+ h
c2
+ h
d
= 0,14 + 0,084 + 0,216 = 0,44m
b. Tổn thất trên đờng ống đẩy bao gồm:
1. Tổn thất qua khoá đóng mở, trờng hợp khoá mở hoàn toàn: với
k
= 0; h
c1
= 0
2. Tổn thất qua đoạn cong 60
0
:
h
c2
=
2
2
c
V
2



2
ra
2
d
D
1
D

với góc mở rộng = 60
0
. thì
K = 0,23 ; D
ra
= 0,24m ; D
d
= 0,2 m

mr
= 0,23




2
2
0,24
1
0,2

h
c4
= 1 x Error! = 0,09 m
5. Tổn thất dọc đờng: với l = 200m; d = 200 mm ống thép mới tra bảng phụ lục
của Arốtkin [2] có:
= 0,00631s
2
/l
2
l: chiều dài ống đẩy tính bằng km
h
d
= Error!x l x Q
2
= 0,00631 x 0,2 x 60
2
= 4,543m
Tổng tổn thất trên đờng ống đẩy:
h
msođ
= 2 x h
c2
+ h
c3
+ h
c4
+ h
d

= 2 x 0,103 + 0,004 + 0,09 + 4,543 = 4,843 m

2
d- Số đo trên Von kế U = 380 V
e - Số đo trên ampe kế I = 60 A
Cho biết:
1- Khoảng cách thẳng đứng giữa hai điểm đo áp lực
và chân không Z = 0,3 m
2- Hệ số công suất của động cơ cos = 0,89
3- Hiệu suất của động cơ
đc
= 90,6%
4- Động cơ nối trực tiếp với máy bơm
tr
= 1
5- Đờng kính cửa vào của máy bơm D
v
= 300 mm

Hình 2-2: Sơ đồ lắp
ráp của máy bơm
6- Đờng kính cửa ra của máy bơm D
ra
= 250 mm
7- Sơ đồ lắp ráp của máy bơm nh hình 2-2
Bài giải:
1) Công suất tại trục của động cơ xác định theo công thức
N
đc
= 3 x U x I x cos x
đc
= 3 x 380 x 60 x 0,89 x 0,906 = 31800 W

hq
= 9,81 x Q x H (kW)
Theo sơ đồ lắp máy bơm ở hình 2-2 thì cột nớc H của máy bơm xác định
theo công thức:
22
ra v
ak ck
VV
HH H Z (m
2g

=+++
)

Trích đoạn Thiết kế kênh

---