www.tainguyennuoc.vn
5
MÁY BƠM VÀ TRẠM BƠM
Chương 1:
LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ MÁY BƠM
I- Nguyên lý cơ bản của máy bơm cấp nước
Nguyên lý làm việc của máy bơm cấp nước là dựa trên cơ sở hút và đẩy chất lỏng.
Bơm là một loại máy có thể biến cơ năng nhận được từ động cơ thành năng lượng
chuyển động của dòng chất lỏng.
Máy bơm cần nhiều năng lượng nhất trong các thiết bò của hệ thống cấp nước, chi
phí quản lý cho máy bơm chiếm tỉ lệ lớn trong tổng kinh phí cho việc vận hành một
hệ thống cấp nước.

II- Đònh luật đồng dạng.
Sự chuyển động của chất lỏng trên bánh xe công tác (b.x.c.t) ở trong buồng bơm
của máy bơm không những tùy thuộc vào hình dạng, kích thước của các bộ phận dẫn
dòng, mà còn phụ thuộc vào độ nhám của thành dẫn , độ nhớt của bản thân chất lỏng
và động năng truyền tải lên chất lỏng.
Do vậy ở đây có sự tác động cả về mặt hình học lẫn động học và động lực học.

A. Sự đồng dạng về hình học.
Là sự tỉ lệ giữa các kích thước tương ứng của 2 loại máy bơm : máy bơm mẫu (thí
nghiệm) và máy bơm thực tế.
T T T
e

=Re
M

Fr
T
=Fr
M
(1.2)
Sh
T
=Sh
M
Trong đó:
Re - Hệ số Raynol đặc trưng cho sự ch/động của nước dưới tác dụng của lực nhớt
Fr - Hệ số Frut đặc trưng cho sự ch/động của nước chòu tác dụng của trọng lực là chính.
Sh - Hệ số Strukhan đặc trưng cho sự ch/động của nước dưới tác dụng của lực quán tính.
www.tainguyennuoc.vn
6
C. Sự đồng dạng về động lực học.
Đó là tỉ lệ giữa các lực tác dụng lên bộ phận tương ứng của máy bơm mẫu và
máy bơm thực.
- Quan hệ về áp lực:
2 2
2 2

= . = i .i (1.5)
N D n
   
   
   

Trong đó:
T
D
M
D
i
D

- Hệ số tỉ lệ về kích thước một chiều (đường kính)
T
n
M
n
i
n
 - Hệ số tỉ lệ về số vòng quay hay tốc độ quay của b.x.c.t

III- Hệ số tỉ tốc (số vòng quay đơn vò)

1. Đònh nghóa :
Hệ số tỉ tốc (n
s
) của bánh xe công tác là số vòng quay của bánh xe công tác mô
hình tương tự với bánh xe công tác của máy bơm ta đang xét nhưng với bánh xe mô

b
H
H m
x

, với x là số bánh xe công tác của bơm
3. Các công thức tương đương :
Hệ số tỷ tốc ở công thức (5) có thứ nguyên phụ thuộc vào thứ nguyên của n, Q, H
Hệ số tỷ tốc không có thứ nguyên ký hiệu là
/
s
n
cũng là một đại lượng được sử
dụng rộng rãi:

/
s
3
4
333.n. Q
n = (1.7)
(g.H)

www.tainguyennuoc.vn

5. Ý nghóa của hệ số tỷ tốc

a) Từ công thức (6) nhận thấy:
- Máy bơm có trò số n
s
nhỏ thì lưu lượng nhỏ và cột áp lớn
- Máy bơm có trò số n
s
lớn thì lưu lượng lớn và cột áp nhỏ
- Máy bơm có lưu lượng và cột áp bơm bằng nhau thì máy bơm nào có trò số n
s
lớn
hơn sẽ có kích thước nhỏ hơn và chi phí sẽ thấp hơn

b) Từ bảng phân loại nhận thấy:
- Nếu trò số n
s
nhỏ đi thì chiều rộng của cánh dẫn và đường kính ngoài của b.x.c.t
sẽ hẹp đi và ngược lại
- Nếu trò số n
s
lớn hơn, kiểu bơm sẽ chuyển thành bơm có kiểu hướng trục
- Hệ số tỷ tốc càng cao càng có khả năng giảm nhỏ kích thước máy bơm và giá
thành chế tạo nhưng lại dẫn đến việc giảm chiều cao hút của máy bơm.

Thông số

Khi thay đổi n

Khi thay đổi D

Khi thay đổi 

Khi thay đổ n,D, 

Q
1 1
Q n
=
Q n
 
 
 

2
1 1
Q D
=
Q D
 
 
 

1
Q = Q

H P
=
H P

2 2
1 1 1 1
H n D P
= . .
H n D P
   
   
   

N
3
1 1
N n
=
N n
 
 
 

4
1 1
N D
=
N D
 
 

Từ các quan hệ tương tự ở bảng trên ta có :

2
1 1
H Q
= (1.9)
H Q
 
 
 

hay :
1
2 2
1
HH
= = k = const (1.10)
Q Q

Khi bơm làm việc ở chế độ tương tự thì hiệu
suất coi như không đổi nên đường biểu diễn các
điểm làm việc ở chế độ làm việc tương tự gọi
là đường cùng hiệu quả.
Các điểm làm việc ở chế dộ tương tự

H = E
r
– E
v
(2.1)
Theo đònh nghóa ở trên thì :
2
r r r
r r
P α .V
E = + + Z (2.2)
γ.g 2.g
và
2
v v v
v v
P α .V
E = + + Z (2.3)
γ.g 2.g

Trong đó : E
r
, E
v
- năng lượng đơn vò của chất lỏng khi ra và khi vào máy bơm (m).

v
,

r

Thành phần thế năng gọi là cột áp tónh: H
t
r v
t r v
P - P
H = + Z - Z (2.5)
γ.g

Thành phần động năng gọi là cột áp động: H
đ
2 2
r r v v
d
α .V - α .V
H = (2.6)
2.g

Cột áp toàn phần của máy bơm là :
H = Ht + Hđ (m) (2.7)

Sơ đồ xác đònh cột áp của bơm

www.tainguyennuoc.vn
13

6. Bơm chân không
Cũng thuộc loại bơm thể tích nhưng làm việc theo nguyên lý thay đổi áp suất.

II- Phạm vi sử dụng các loại máy bơm

Bơm pittông thường được sử dụng với cột áp cao và lưu lượng nhỏ.
Bơm rôto, trục vít, răng khía khó chế tạo ổ trục, sử dụng với cột áp < 300m.
Bơm cánh có kết cấu gọn nhẹ nên được dùng rộng rãi với cột áp thấp và lưu
lượng trung bình đến rất lớn.
Phạm vi sử dụng các kiểu bơm được thể hiện cụ thể trên đồ thò (hình 03) trong
tọa độ Logarit Q-H
www.tainguyennuoc.vn
14

Khu vửùc sửỷ duùng caực loaùi bụm khaực nhau