Các máy bơm làm việc ghép song song

Ghép song song các máy bơm làm việc chung một đường ống

Lấy trường hợp ghép song song hai máy bơm có đường đặc tính khác nhau vào làm việc chung một đường ống đẩy để xét ( Hình 6 - 4 ):

Sơ đồ làm việc và đường đặc tính công tác 2 bơm

có đặc tính khác nhau làm việc song song cùng 1 ống đẩy.

Hai máy bơm I , II có đường đặc tính cột nước là I và II khác nhau cùng nối chung đường ống để bơm nưóc lên cùng một bể tháo. Theo nguyên tắc cân bằng áp lực tại điểm nối chung M, cột nước của hai bơm phải bằng nhau và chúng chỉ làm việc chung khi máy bơm II có cột nước nhỏ hơn hoặc bằng H_D. Để tìm điểm công tác phải vẽ đường đặc tính cột nưóc H - Q chung của hai máy ( đường I + II ) và đường đặc tính đường ống H_O . Để vẽ đường I + II ta định các trị số cột nước, tương ứng với từng trị số cột nước kẻ đường ngang cắt qua I và II, tìm được lưu lượng tương ứng của mỗi máy, cộng

hoành độ lưu lượng hai máy lại ta được lưu lượng chung Q_{I + II} = Q_I + Q_II. Với nhiều trị số cột nước làm như trên rồi nối các điểm lại ta được đường đặc tính chung của hai máy làm việc song song I + II. Vẽ đường đặc tính đường ống H_O theo cách đã biết . Giao điểm A của hai đường I + II và H_O chính là điểm công tác chung cần tìm.

Cách ghép bơm làm việc song song có những điểm cần chú ý sau:

Từ điểm A kẻ đường ngang, gặp đường I và II tạiA' và A' tương ứng, lưu lượng của từng bơm khi làm việc song song tương ứng là Q_A' , Q_A" và cột nước bằng nhau, bằng H_A. Từ giao điểm của đường H_O với các đường I và II ta tìm được lưu lượng và cột nước tương ứng của từng bơm khi chúng không làm việc chung là Q_A1, H_A1 và Q_A2, H_A2 .

Qua hình vẽ ta thấy: Khi hai bơm làm việc song song có chung cột nước H_A= H_A' = H_A"

còn lưu lượng chung Q_A = Q_A' + Q_A" . Lưu lượng của hai máy làm việc song song nhỏ hơn tồng lưu lượng của hai máy này khi nó làm việc riêng lẻ, tức là Q_A < ( Q_A1 + Q_A2 ), và lưu lượng của từng máy bơm khi chúng làm việc song song cũng nhỏ hơn từng cặp khi làm việc riêng lẻ (Q_A' < Q_A1 và Q_A" < Q_A2 ). Tuy nhiên để bơm được Q_A2 lại phải sản ra cột nước H_A > H_A1 và H_A2 có nghĩa là hiệu suất chung của hai bơm làm việc song song nhỏ hơn hiệu suất của từng bơm làm việc riêng lẻ hoặc của từng bơm cùng làm việc song song.

Từ cách tiến hành xác định điểm công tác chung A đối với hai bơm có đường đặc tính khác nhau ta dễ dàng suy ra cách xác định điểm công tác của 2, 3, ..., n máy bơm có các đường đặc tính khác nhau hoặc giống nhau làm việc song song nối vào một ống đẩy chung . Cách vẽ đường đặc tính cột nước H - Q chung của các máy bơm làm việc song trong mọi trường hợp đều giống nhau theo nguyên tắc: cộng hoành độ lưu lượng của các bơm thành phần tại từng trị số cột nước bằng nhau ( đối với các máy bơm khác đặc tính ) hoặc lấy hoành độ lưu lượng của một bơm nhân với số máy bơm thành phần ( đối với các máy bơm có đặc tính giống nhau ). Hình 6 - 5 là ví dụ áp dụng để xác định

Hai máy bơm giống nhau làm việc song song.

điểm công tác A của hai máy bơm có đặc tính giống nhau làm việc chung một ống .

Sau đây là một số nhận xét chung cho các máy bơm làm việc song song cùng 1 ống:

- Các máy bơm ghép song song có lưu lượng chung nhỏ hơn tổng lưu lượng của các máy bơm đó khi chúng làm việc riêng lẻ, độ chênh lệch lưu lượng nhiều hay ít tùy thuộc vào mức độ thoãi hay dốc của đường đặc tính cột nước máy bơm và của đường đặc tính đường ống, đường kính ống càng lớn và gia công nhẵn thì đường đặc tính ống càng thoãi, tuy nhiên đầu tư sẽ tăng, do vậy khi ghép song song phải so sánh chọn đường kính ống kinh tế;

- Khi các máy bơm ghép song song điểm công tác chọn sao cho hiệu suất của từng máy bơm thành phần cùng đạt trị số cao nhất;

- Vì công suất của máy bơm li tâm lớn khi lưu lượng lớn, do vậy để an toàn khi kiểm tra công suất trục máy bơm ta nên đưa về trường hợp máy bơm làm việc riêng lẻ để k.tra

- Trong tính toán tổn thất đường ống chung để tìm điểm công tác chung ta chưa kể đến tổn thất thủy lực trên đường ống riêng của tứng máy từ bể hút đến điểm nối chung M. Để kể đến tổn thất này ta lấy tung độ từng đường đặc tính cột nước H - Q của từng máy trừ đi tổn thất tương ứng khi lưu lượng thay đổi của từng ống ( xem Hình 6 - 6 ) rồi mới tiến hành vẽ đường đặc tính chung ( I + II ) ' và tìm điểm A theo cách đã biết.

Đặc tính của 2 máy bơm khi kể đến tổn thất ống riêng.

Sau đây là nêu một ứng dụng xác định điểm công tác khi ống áp lực dài và khác nhau. Hình 6 - 7,a trình bày việc bơm nước giếng khoan bằng ba máy bơm nhúng. Trong trường hợp này ngoài tổn thất cột nước trên ống đẩy còn cần phải tính đến việc hạ mực nước tĩnh và động trong giếng khoan, việc hạ mực nước này xem như phụ thuộc vào lưu lượng. Đường đặc tính H - Q của máy bơm nhúng có tính đến việc giảm mực nước trong giếng khoan và tổn thất cột nước được thể hiện trong Hình ( 6 - 7,b ), còn đường đặc tính của ba máy bơm làm việc song song thể hiện trên Hình ( 6 - 7,c ). Đường 1 là đặc tính H - Q của máy bơm đã có kể tới việc giảm mực nước trong giếng , đường 1' là đặc tính cột nước của bơm khi trừ tổn thất cột nước ở đoạn 1 - 2; đường 2 là đường đặc tính tổng của hai máy bơm 1 và 2 lấy đối với điểm 2, đường 2' là đường 2 đã trừ tổn thất cột nước trên đoạn 2 - 3; đường 3 là đường đặc tính tổng của ba máy bơm lấy đối với điểm 3, đường 3' là đường 3 đã trừ tổn thất cột nước trên đoạn 3 - 4 . Theo các đường đặc tính đã xây dựng có thể xác định được lưu lượng và cột nước của mỗi bơm. Độ cao Hcm biểu thị độ chênh mực nước từ bể tháo đến mực nước tĩnh trong giếng khoan. Đoạn ngang từ gốc tọa độ đến điểm A' biểu thị lưu lượng Q của ba máy bơm, cột nước của máy bơm 3 bằng Hcm + A'A ( A'A là tổn thất cột nước trên đoạn 3-4 ). Đường

Ba máy bơm ghép song song bơm nước từ các giếng khoan.

a) Sơ đồ ba máy bơm ghép song song; 1, 2, 3 là tên các máy bơm; 4 - bể tháo;

b) Đặc tính H - Q của bơmđã tính đến việc hạ mực nước trong giếng khoan và tổn thất cột nước: 1,3 - mực nước tĩnh và động; 2,4 - các đường đặc tính ống chưa và đã kể đến việc giảm mực nước trong giếng khoan; c) Đường đặc tính tổng của ba máy bơm làm việc song song.

ngang kẻ qua điểm A cắt đường 2' tại B', điểm này tương ứng với tổng lưu lượng của hai máy bơm 1 và 2 và cột nước của máy bơm 2 bằng Hcm + A'A + B'B ( B'B là tổn thất cột nước trong ống 2 - 3). Lưu lượng của máy bơm 3: Q₃ = Q - Q₁ - Q₂. Làm tương tự ta có điểm C', điểm này xác định lưu lượng của máy bơm 1 là Q₁ và cột nước của nó bằng Hcm + A'A + B'B + C'C, lưu lượng của máy bơm 2 là Q₂ = Q - Q₁ - Q₃.

Ghép song song các máy bơm khi làm việc chung nhiều ống đẩy.

Ta lấy trường hợp ba máy bơm giống nhau ghép song song, bơm nước vào hai đường ống như nhau ( xem Hình 6 - 8 ) để làm ví dụ nghiên cứu chung. Ba máy bơm giống nhau có chung đường đặc tính ( đường I ) và hai đường ống giống nhau nên mỗi ống có đường đặc tính đường ống ( đường Ho ). Để tìm điểm công tác chung của chúng ta cần phải vẽ đường đặc tính chung ( đường III ) của ba máy bằng cách lấy đường I nhân ba hoành độ và vẽ đường đặc tính đường ống chung của hai đường ống ( đường Ho' ) bằng cách lấy đường Ho của một ống nhân đôi hoành độ. Giao điểm của hai đường III và Ho'

là điểm công tác A cần xác định. Trên hình vẽ ta xác định lưu lượng Q_A'= Q_A / 2 là lưu lượng qua một đường ống và lưu lượng của một máy bơm Q_A1 = Q_A / 3.

Khi ghép song song các máy bơm với 3, 4, ..., n đường ống ta cũng làm tương tự: Nếu các máy bơm không giống nhau ta cộng hoành độ các đường đặc tính của các máy bơm thành phần tương ứng với các mức cột nước giống nhau để vẽ ra đường đặc tính chung.Nếu số đường ống lớn hơn hai, mỗi ống có đường đặc tính khác nhau ta cũng cộng các hoành độ của chúng tương ứng với các mức cột nước giống nhau để vẽ ra đường đặc tính đường ống chung. Việc xác định điểm công tác chung và các lưu lượng mỗi ống, mỗi bơm cũng tiến hành cách như trên.

Sơ đồ và đường đặc tính chung của 3 bơm giống nhau

làm việc với 2 ống giống nhau bơm nước lên một đài nước.

Sau đây là một ví dụ bơm nước từ một máy bơm lên hai đài nước II và III có cao trình đài khác nhau ( xem Hình 6 - 9 ). Đường đặc tính máy bơm sau khi trừ tổn thất cột nước

Sơ đồ bơm nước lên hai đài nước.

trong đường ống 1 sẽ là đường H'. Vẽ hai đường tổn thất cột nước trong ống 2 và 3 là đường II và III. Đường đặc tính đường ống chung cho hai ống là đường II + III, vẽ theo nguyên tắc chung ở trên. Giao điểm A cho ta lưu lượng của máy bơm Q_A, lưu lượng này phân phối cho ống II là Q_II, cho ống III là Q_III., hiệu suất máy bơm là _A. Cột nước H_A biểu thị bằng mực nước trong ống đo áp đặt tại điểm phân nhánh hai ống.

Trường hợp mực nước trong ống đo áp thấp hơn đài II và cao hơn đài III, lúc này nước từ đài II sẽ chảy về đài III ( Hình 6 - 9,b ), lúc nầy đài II đóng vai trò một máy bơm giả. Do vậy nếu ta quay ngược đường II xuống, như hình vẽ b, ta có đường đặc tính của máy bơm giả II. Dùng đường đặc tính II mới và đường đặc tính bơm thật H' ta vẽ được đường đặc tính chung II + H' xuất phát từ điểm Ao. Giao điểm giữa đường đặc tính đường ống III với đường II + H' chính là điểm công tác A trong trường hợp này. Lúc này Q₁ là lưu lượng cung cấp cho đài III, trong đó do bơm cấp là Q_A1, do đài II cấp là Q_II. Hiệu suất máy bơm là _A1 . Sơ đồ cấp nước Hình ( 6 - 9 ) thường gặp trong cấp nước đô thị, công nghiệp hoặc tưới tiêu kết hợp.