ctv-Các phương pháp tính toán thiết kế cánh trong bơm hướng trục

by Maybomnuocctv 22.03.18 22:15

Các phương pháp tính toán thiết kế cánh trong bơm hướng trục

Khái niệm bơm hướng trục

Bơm hướng trục cũng như bơm ly tâm thuộc loại bơm cánh dẫn. Khác với bơm ly tâm, dòng chất lỏng trong bơm hướng trục chuyển động theo phương song song với trục bơm. Bơm hướng trục có lưu lượng lớn và cột áp nhỏ.
Lưu lượng của bơm có giá trị trong khoảng 0.1÷25 m3/s trong khi cột áp chỉ đạt được trong khoảng từ 4-10 m cột nước. Số vòng quay đặc trưng của bơm thường rất lớn ns= 600÷1800 vg/ph. Kết cấu của bơm hướng trục khá đơn giản, đó là một trong những ưu điểm làm cho bơm được sử dụng ngày càng rộng rãi.
Bơm hướng trục thường được chế tạo theo kiểu trục đứng với 2 phần chính là roto và stato.
ctv-Các phương pháp tính toán thiết kế cánh trong bơm hướng trục May-bom-huong-truc1

Thiết kế cánh trong bơm hướng trục

Để tính toán thiết kế cánh công tác và cánh hướng dòng của bơm hướng trục, có thể sử dụng một trong các phương pháp sau:
+ Phương pháp tương tự hình học
+Phương pháp lực nâng
+ Phương pháp một tọa độ
+ Phương pháp của nhà chế tạo máy tuốc-bô-khác-cốp (Ucraina) Viết tắt là phương pháp XTIZ
+ Phương pháp phương trình tích phân của Vô zơ hexenski -pê kin
+ Phương pháp phân bố xoáy trên cung mòng của lê xô khin- Si mô nô v
+ Phương pháp các điểm kì dị của Lê xô khin
ctv-Các phương pháp tính toán thiết kế cánh trong bơm hướng trục May-bom-huong-truc

Chi tiết các phương pháp

+ Phương pháp tương tự hình học
Đây là phương pháp đơn giản nhất nhưng lại cho kết quả khá tin cậy, dựa vào các bơm mẫu có sẵn hoặc các bơm mô hình có ns tương tự. Theo phương pháp này, người ta chỉ việc nhân các kích thước của bơm mẫu với một hệ số xác định theo các thông số làm việc của bơm mẫu và bơm thực.
+ Phương pháp lực nâng
Dựa trên cơ sở xác định lực nâng tác dụng lên prophin theo định luật Giu cốp ski. Dựa vào đặc tính khí động lực của các prophin có sẵn cho trong cẩm nang kỹ thuật cánh khí động, chọn prophin có hệ số lực nâng tương ứng với hệ số lực cần tính toán. Từ đó xây dựng được cánh công tác của bơm.
+ Phương pháp một tọa độ
Đối với phương pháp này, việc tính toán đơn giản hơn song cần phải ứng dụng biến hình bảo giác trên mặt phẳng để xây dựng prophin và lưới cánh.Prophin cánh thiết kế theo phương pháp này có thể đảm bảo được góc vào góc ra của prophin cho phù hợp với đặc tính dòng chảy. Song khi sử dụng phương pháp này đòi hỏi người thiết kế phải có kinh nghiệm trong việc lựa chọn một số các thông số ban đầu của lưới cánh.
+ Phương pháp XTIZ và phương pháp phương trình tích phân của Vô zơn hexenski-pê kin là 2 phương pháp được các nhà khoa học Liên Xô trước đây đề xuất và được dùng phổ biến ở nước này để tính toán thiết kế bơm hướng trục
Phương pháp XTIZ dựa trên giả thuyết là độ cong của đường nhân Prophin có ảnh hưởng quyết định đến lưu số vận tốc hay cột áp do cánh tạo nên, do vậy cũng ảnh hưởng quyết định tới lực nâng tác dụng lên prophin cánh. Dựa theo quan hệ của lực nâng với lưu số vận tốc bao quanh prophin và quan hệ của lực nâng với góc đặc trưng cho độ cong của Prophin (ß) ta xác định được ß theo các thông số hình học và động học của cánh
Trong trường hợp này, đường nhân của Prophin cánh là một cung tròn. Để nhận được Prophin có độ dày, ta đắp độ dày trên đường nhân theo một quy luật xác định dựa theo các mẫu prophin có đặc tính khí động tốt.
+ Phương pháp phương trình tích phân của Vô zơn hexenski-pê kin và phương pháp phân bố xoáy trên cung mỏng của Lê xô khin-Si mô nô v có nội dung cơ bản giống nhau. Theo các phương pháp này, tác động của các prophin lên dòng chất lỏng được thay thế bởi các xoáy phân bố dọc theo đường nhân theo một quy luật xác định. Dòng chảy tổng hợp xác định bằng tổng của dòng song phẳng không nhiễu và dòng xoáy tạo bởi các xoáy phân bố theo đường nhân prophin.
Bằng cách xác định đường dòng tổng hợp này ta sẽ xác định được đường nhân của Prophin, đó cũng chính là prophin cánh có chiều dày vô cùng nhỏ. Để xây dựng được prophin có chiều dày hữu hạn, ta đắp độ dày trên đường nhân prophin theo một quy luật xác định. Thông thường người ta chọn các prophin thực nghiệm có đặc tính khí động tốt, rồi lấy quy luật phân bố độ dày của nó để làm mẫu chuẩn cho prophin thiết kế mới.
+ Phương pháp các điểm kì dị của Lê xô khin
Phương pháp tính cánh có độ dày hữu hạn. Tương tự như phương pháp phân bố xoáy trên cung mỏng lê xô khin- si mô nô v, trong phương pháp này tác động của các prophin cánh lên dòng chất lỏng được thay thế bởi các xoáy, nguồn và tụ phân bố tại các điểm trên đường nhân prophin.
Đường dòng khép kín của dòng tổng hợp tạo bởi dòng song phẳng không nhiễu và dòng cảm ứng tạo bởi các xoáy, nguồn và tụ sẽ là chu tuyến prophin.
Phương pháp tính toán này khá phức tạp, người ta thường chỉ sử dụng trong tính toán thiết kế tua bin thủy lực hướng trục.