Đồ án Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm NPS 65/35-500 trong công tác vận chuyển dầu tại XNLD Vietsovpetro

LỜI MỞ ĐẦU Đất nước chúng ta trong những năm gần đây đang trên đà phát triển nhanh chóng. Cùng với các ngành công nghiệp khác, ngành công nghiệp dầu khí đóng vai trò vô cùng quan trọng trong sự phát triển của nền kinh tế nước nhà, hàng năm đã đem lại nguồn ngoại tệ khổng lồ chiếm một phần lớn GDP của cả nước. Hơn thế nữa, nước ta đang trong quá trình tiến lên công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước thì việc phát triển các ngành công nghiệp nói chung và ngành dầu khí nói riêng càng cần thiết hơn bao giờ hết. Vì vậy, vấn đề đặt ra cho ngành dầu khí là tiếp tục tìm kiếm, thăm dò và khai thác đồng thời phát triển các ngành công nghiệp đi kèm, tận dụng triệt để nguồn tài nguyên dầu khí của nước ta. Trong quá trình khai thác, thiết bị vận chuyển dầu khí hết sức đa dạng trong đó có bơm ly tâm là thiết bị được dùng phổ biến, đặc biệt là bơm ly tâm NPS 65/35-500. Do đó em đã chọn đề tài : “ Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm NPS 65/35-500 trong công tác vận chuyển dầu tại XNLD Vietsovpetro” và chuyên đề : “ Tính toán kiểm tra các thông số bánh công tác” . Đồ án gồm 4 chương như sau : Chương I : Khái quát công tác vận chuyển dầu và tình hình sử dụng bơm ly tâm trong các công trình trên biển của XNLD Vietsovpetro. Chương II : Lý thuyết chung về bơm ly tâm. Chương III : Tổ hợp bơm ly tâm NPS 65/35-500. Chương IV : Tính toán kiểm tra các thông số bánh công tác. Dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Trần Văn Bản và các thầy cô trong bộ môn Thiết Bị Dầu Khí và Công Trình, đến nay em đã hoàn thành đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày… tháng 05 năm 2011 CHƯƠNG I KHÁI QUÁT CÔNG TÁC VẬN CHUYỂN DẦU VÀ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG BƠM LY TÂM TRONG CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN BIỂN CỦA XNLD VIETSOVPETRO 1.1. Khái quát về XNLD VIETSOVPETRO Được thành lập năm 1981, XNLD Vietsovpetro là công ty đầu tiên tiến hành thăm dò và khai thác trên thềm lục địa phía Nam – Việt Nam, mở ra giai đoạn về phát triển ngành dầu khí còn non trẻ. Năm 1984 Vietsovpetro phát hiện dầu khí ở mỏ Bạch Hổ, ngày 26/6/1986 Vietsovpetro đã khai thác tấn dầu thô đầu tiên đặt nền móng cho việc phát triển ngành công nghiệp dầu khí ở Việt Nam. Và từ 6/9/1988 Vietsovpetro khai thác them tầng dầu trong móng granite nứt nẻ ở các độ sau khác nhau. Đây là mỏ dầu lớn nhất Việt Nam hiện nay, bao gồm nhiều than dầu : Miocene dưới, Oligocene và đá móng nứt nẻ trước Đệ tam. Với tốc độ phát triển nhanh, XNLD Vietsovpetro đã đóng một vai trò quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hóa – hiện đại hóa nền kinh tế đất nước. Vào 21 giờ ngày 31/12/2010 Vietsovpetro khai thác 6,4 triệu tấn dầu, vượt mức 200 nghìn tấn so với kế hoạch và nhiệm vụ bổ sung được giao trong năm 2010. Kết thúc năm 2010, Vietsovpetro đã khai thác được 6.401.888 tấn dầu, xuất bán 6,32 triệu tấn, trong đó 5,3 triệu tấn được cung cấp cho Nhà máy Lọc dầu Dung Quất. Doanh thu bán dầu năm 2010 đạt 3,93 tỷ USD, nộp ngân sách Nhà nước và lợi nhuận phía Việt Nam từ bán dầu 2,25 tỷ USD. 1.2. Công tác vận chuyển dầu trên các công trình biển của XNLD VIETSOVPETRO Hiện nay XNLD VIETSOVPETRO đã và đang tiến hành khoan và khai thác dầu khí chủ yếu 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 100 km nên tất cả các công đoạn công nghệ khoan, khai thác, thu gom, vận chuyển và tồn trữ dầu khí đều diễn ra trên biển, trên các giàn cố định, giàn nhẹ và tàu chứa dầu. Tất cả các đường ống dùng trong công tác vận chuyển dầu khí đều nằm chìm dưới biển. Sản phẩm khai thác lên từ giếng là một hỗn hợp gồm nhiều pha phức tạp gồm có : dầu, khí, các tạp chất cơ học …Và do tính chất đặc thù của sản phẩm dầu khí là không có tính tập trung cao và dễ cháy nổ, do sản phẩm được khai thác từ các giếng khác nhau trên cùng một giàn và từ các giàn khác nhau trong cùng một mỏ. Vì vậy ta phải tiến hành thu gom tập hợp và xử lý, đó là công đoạn cuối cùng của quá trình sản xuất dầu thô thương phẩm. Hệ thống thu gom vận chuyển là hệ thống kéo dài từ miệng giếng đến các điểm cất chửa sản phẩm thương mại. Hệ thống này bao gồm các đường ống, các công trình trên mặt, các thiết bị tách pha, thiết bị đo lường, bể chứa, các thiết bị xử lý sản phẩm, các trạm bơm nén, các thiết bị trao đổi nhiệt… Trong khu vực mở Bạch Hổ, dầu khai thác trên các giàn được vận chuyển đến 2 trạm tiếp nhận ( tàu chứa dầu FSO-1 và FSO-2).
Hình 1.1: Sơ đồ thu gom, vận chuyển trên toàn mỏ Bạch Hổ FSO: Kho nổi chứa suất dầu MSP: Giàn cố định trên mỏ Bạch Hổ CTP: Giàn công nghệ trung tâm RC : Giàn nhẹ trên mỏ Rồng BK : Giàn nhẹ trên mỏ Bạch Hổ RP : Giàn cố định trên mỏ rồng - Trạm tiếp nhận phía Nam FSO 1 : ở đây tiếp nhận dầu vận chuyển đến từ 2 điểm là MSP-1 và giàn công nghệ trung tâm số 2 (CTP-2) cùng với các giàn nhẹ (BK 1,2,3,4,5,6,7) chuyển đến. Đây là 2 điểm vận chuyển dầu quan trọng nhất, cố khối lượng vận chuyển lớn nhất. Từ CTP-2 có đường ống vận chuyển dầu nối với MSP-1 và khu vực mỏ Rồng. Từ MSP-1 có đường ống vận chuyển dầu nối với MSP-3, MSP-4 và MSP-8 và thông qua các điểm trung chuyển tại MSP-6 và MSP-8 nối với trạm tiếp nhận phía Bắc FSO-2. - Trạm tiếp nhận phía Bắc FSO-2: tiếp nhận dầu vận chuyển đến từ 2 điểm trung chuyển là MSP-6 và MSP-8. Từ MSP-6 có đường ống vận chuyển dầu nối với MSP-4, và thông qua đó nối với MSP-3, MSP-5, MSP-7, 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 dầu trên biển của XNLD Vietsovpetro. Theo sơ đồ đường ống vận chuyển dầu ngầm dưới biển tại 2 khu vực mỏ Bạch Hổ và mỏ Rồng, ta nhận thấy, 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 trực tiếp 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. 1.3. Sử dụng bơm ly tâm trong công tác vận chuyển dầu Hiện nay có rất nhiều loại máy bơm được sử dụng trong công tác dầu khí: máy bơm pitston, máy bơm ly tâm, máy bơm hướng trục, máy bơm phun tia…Mỗi loại máy bơm đều có công dụng và phạm vi sử dụng khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu đặt ra trong công việc. Bơm ly tâm là loại máy thủy lực cánh dẫn, trong đó có 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. Khi bánh công tác của bơm ly tâm quay (thường là với số vòng quay lớn đến hàng ngàn vòng/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 (V2/2g) và áp năng (P/
), 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 biển 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 toàn 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. Trong công tác vận chuyển dầu người ta hay dùng máy bơm ly tâm bởi so với các loại máy bơm khác máy bơm ly tâm có một vài ưu điểm như : - Đặc tính của bơm có độ nghiêng đều nên khoảng làm việc của bơm lớn, phù hợp với nhiều chế độ làm việc - Phạm vi sử dụng và năng suất cao, cụ thể là : . Cột áp từ 10 đến hang nghìn mét cột nước. . Lưu lượng từ 2 đến 70 m3/h. . Công suất từ 1- 6000 kw . Trị số vòng quay có thể đạt đến 40000 vòng/phút ( và có thể nối trực tiếp với động cơ cao tốc không qua hộp giảm tốc ). . Kết cấu nhỏ gọn, làm việc chắc chắn, tin cậy. . Hiệu suất làm việc tương đối cao khi bơm chất lỏng có μ = 0,65 ÷ 0,95 . Có hiệu quả kinh tế cao. 1.4. Tình hình sử dụng bơm ly tâm trong công tác vận chuyển dầu trên các công trình biển của Vietsovpetro 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 VIETSOVPETRO. Hệ thống thu gom vận chuyển trên giàn cố định được lắp trên các Bloc. Sau đây là vị trí lắp đặt tổ hợp bơm ly tâm NPS 65/35-500 trên giàn cố định MSP-3 ( hình 1.2 ). Tại các giàn cố định trên biển, đồng thời khai thác 16-24 giếng, dầu sau khi được khai thác từ các miệng giếng qua các đường ống công nghệ vào bình tách bậc I có thể tích 12,5/25
và sau đó vào trong bình tách bậc II đồng thời làm nhiệm vụ chứa có thể tích 100
. Cuối cùng, dầu được tách khí từ bình chứa được vận chuyển đến các kho nổi chứa/xuất dầu nhờ các tổ hợp bơm. Khí tách ra được dẫn qua hệ thống đuốc của giàn cố định. Sau khi được tách, khí và dầu được dẫn ra các đường ống riêng biệt để đo lưu lượng. Khối lượng dầu bơm đi khỏi giàn cũng được đo đạc và thống kê nhờ hệ thống đo đặt trên đầu ra của máy bơm. Trên các giàn cố định không có thiết bị xử lý nước nên không thể tiến hành tách và xử lý nước. Tùy theo sản lượng khai thác và nhu cầu thực tế trên mỗi giàn cố tính mà người ta sử dụng chủng loại và số lượng bơm ly tâm khác nhau. Theo thống kê thực tế, số lượng máy bơm NPS 65/35-500 chiếm một tỷ lệ lớn và người ta thường dùng các loại bơm NPS và SULZER để vận chuyển dầu. Đây là 2 loại bơm ly tâm có nhiều ưu điểm : kết cấu bền vững, độ tin cậy, độ an toàn cao, lưu lượng bơm, cột áp và hiệu suất hữu ích lớn, dễ vận hành, bảo quản, sửa chữa. Ở 2 loại bơm này, do cách bố trí các bánh công tác thành hai nhóm có cửa vào của mỗi nhóm ngược chiều nhau do đố giảm đáng kể lực dọc trục tác dụng lên Roto, tải trọng của các ổ đỡ trục giảm, vì thế tuổi thọ của chúng tăng lên rất nhiều. Tuy nhiên do các bơm ly tâm đều làm việc ở chế độ vận tốc góc lớn ( khoảng 3000 vòng/phút ) nên việc lắp đặt, điều chỉnh chúng đòi hỏi độ chính xác cao. Ngoài ra, do lưu lượng của chúng khá lớn nên việc đưa chúng vào chế độ làm việc đòi hỏi phải nắm vững và tuân thủ đúng yêu cầu của kỹ thuật vận hành để tránh hiện tượng quá tải cho động cơ điện. Công việc vận chuyển dầu đòi hỏi phải đưa một lượng lớn sản phẩm khai thác dầu khí từ các giàn cố định và giàn nhẹ đến các điểm tiếp nhận là các tàu chứa trong thời gian nhanh nhất, đồng thời phải đảm bảo sự an toàn cho các tuyến đường ống vận chuyển. Ngoài 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. 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. 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 giàn CTP-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 tình trạng không làm việc trong thời gian quá lâu vì dễ gây ra hiện tưởng bó kẹt roto do dầu bị đông đặc hoặc thành phần parafin trong dầu và các tạp chất gây kết tủa khác đóng cặn lại giữa các khe hở trong bơm. Tùy theo mùa và thời tiết có thể định ra một thời gian biểu vận hành các bơm dự phòng. Việc này có thể tiến hành theo kinh nghiệm riêng, tùy theo đặc điểm công nghệ mỗi giàn nhưng tốt nhất vẫn là thực hiện chế độ luân phiên làm việc cho các máy bơm trong trạm. Điều đó giúp cho kế hoạch bảo dưỡng, sửa chữa được dễ dàng và chủ động hơn. Máy bơm NPS 65/35-500 Là tổ hợp bơm dầu ly tâm kiểu nằm ngang, nhiều tầng (cấp), trục bơm được làm kín bằng các dây salnhic mềm hoặc bộ phận làm kín kiểu mặt đầu. Bơm NPS 65/35-500 được sử dụng để bơm dầu thô, các loại khí hydrocacbon hóa lỏng, các sản phẩm dầu khí ở nhiệt độ từ -300C đến 2000C và các loại chất lỏng khác có tính chất lý hóa tương tự. Các chất lỏng công tác này không được chứa các tạp chất cơ học có kích thước lớn hơn 0,2mm và hàm lượng không vượt quá 0,2% khối lượng. Tổ hợp bơm được trang bị động cơ điện loại BAO 22-280M-2T2,5 với công suất N=160KW, U=380V, 50HZ và các thiết bị bảo vệ, làm mát, làm kín khác theo đúng yêu cầu, quy phạm lắp đặt vận hành chúng. Mốt số các thống số đặc tính kỹ thuật cơ bản của tổ hợp bơm NPS 65/35-500 như sau : - Lưu lượng định mức tối ưu (m3/h) : 65(35) - Cột áp (m) : 500 - Tần số quay (s -1, vòng/phút) : 49,2 ( 2950 ) - Độ xâm thực cho phép (m) : 4,2 - Áp suất đầu vào không lớn hơn ( M
a, KG/cm2 ) 1. Với kiểu làm kín mặt đầu : 2,5 (25) 2. Làm kín bằng salnhic : - Kiểu C : 10(10) - Kiểu CO : 0.5(5) - Công suất thuỷ 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% Nhận xét chung Từ những đặc điểm trong công tác vận chuyển dầu của XNLD Vietsovpetro , các máy bơm ly tâm được dùng trong công tác vận chuyển dầu trên các giàn phải có độ tin cậy cao, độ bên cơ học lớn, có khả năng chống lại tác động ăn mòn hóa học trong điều kiện khí hậu nhiệt đới, ẩm, hơi nước có độ mặn cao, và nhất là có các đường đặc tính làm việc phù hợp với chế độ công nghệ chung. Bơm ly tâm chiếm một vị trí rất quan trọng trong hệ thống công nghệ khai thác dầu khí của xí nghiệp khai thác, đặc biệt là loại bơm NPS 65/35-500, có khả năng vận chuyển dầu đi xa nhờ cột áp ở đầu ra của chúng khá lớn. Vì thế chúng được bố trí chủ yếu ở các giàn xa các trạm chứa dầu. Đây là đặc điểm chính của loại bơm NPS 65/35-500 so với các loại bơm dầu ly tâm hiện có trong hệ thống vận chuyển dầu trên biển của XNLD Vietsovpetro. CHƯƠNG II LÝ THUYẾT CHUNG VỀ BƠM LY TÂM 2.1. Khái quát về bơm ly tâm 2.1.1. Cấu tạo chung về bơm ly tâm Hình 2.1: Sơ đồ cấu tạo của bơm ly tâm Cấu tạo chung của bơm ly tâm đơn giản như hình 2.1 gồm 6 bộ phận chính sau : Bánh công tác 4. Bộ phận dẫn hướng ra Trục bơm 5. Ống hút Ống dẫn hướng vào 6. Ống dẩy 2.1.2. Nguyên lý làm việc của máy bơm ly tâm Bơm ly tâm làm việc dựa trên nguyên lý tác dụng của lực ly tâm tạo được nhờ sự quay của bánh công tác. Trước khi bơm làm việc, ta thường phải mồi bơm để cho thân bơm (trong đó có bánh công tác) và ống hút điền đầy chất lỏng. Khi bơm làm việc, bánh công tác quay tạo ra lực ly tâm. Dưới tác dụng của lực ly tâm làm cho các phần tử chất lỏng ở bánh công tác bị dồn từ trong ra ngoài, chuyển động theo máng dẫn và đi vào trong ống đẩy với áp suất cao hơn. Đó là quá trình đẩy của bơm. Đồng thời ở lối vào của bánh công tác tạo nên vùng chân không có áp suất nhỏ hơn áp suất bể chứa qua ống hút đến bánh công tác của máy bơm một cách liên tục. Đó là quá trình hút của bơm. Quá trình hút và quá trình đẩy của bơm là quá trình liên tục, tạo nên dòng chảy liên tục qua bơm. 2.1.3. Phân loại máy bơm ly tâm 1. Phân loại theo cột áp của bơm - Bơm cột áp thấp : H < 20 m cột nước - Bơm cột áp trung bình : H = 20÷60 m cột nước - Bơm cột áp cao : H > 60 m cột nước 2. Phân loại theo số bánh công tác - Bơm một cấp - Bơm nhiều cấp 3. Phân loại theo số cửa hút - Bơm một cửa hút - Bơm hai cửa hút 4. Phân loại theo sự bố trí trục bơm - Bơm trục đứng - Bơm trục ngang 5. Phân loại theo lưu lượng - Bơm có lưu lượng thâp - Bơm có lưu lượng trung bình - Bơm có lưu lượng lớn 6. Phân loại theo mục đích sử dụng ( theo chất lỏng cần bơm ) - Bơm nước sạch - Bơm nước thải - Bơm hóa chất - Bơm dầu thô Ngoài ra ta có thể phân loại máy bơm theo cách dẫn dòng chất lỏng ra khỏi máy bơm, theo phương pháp dẫn động máy bơm, hay theo nhiều tiêu chí khác … 2.2. Các thông số cơ bản của bơm ly tâm 2.2.1.Cột áp Là năng lượng mà một đơn vị trọng lượng chất lỏng nhận được từ máy bơm. Ký hiệu cột áp là H, đơn vị tính thường là mét cột chất lỏng (mét cột nước hay mét cột dầu …) 2.2.2. 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. Lưu lượng thường được ký hiệu là Q , thứ nguyên là m3/giờ, m3/giây, lít/phút ... 2.2.3. Công suất Công suất có hai loại : Có hai loại công suất là công suất thủy lực và công suất làm việc. - Công suất thủy lực : là cơ năng mà chất lỏng trao đổi với máy trong một đơn vị thời gian, ký hiệu là Ntl ta có : Ntl =  =  (W) Trong đó : γ - tỷ trọng riêng của chất lỏng (N/m3), γ =ρ.g ρ - Khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m3) Q - Lưu lượng của bơm (m3/s) H - Cột áp sinh ra bởi máy bơm (m) - Công suất làm việc : là công suất trên trục của máy làm việc, ký hiệu là N ta có : N =  Trong đó : η - là hiệu suất toàn phần của máy bơm Ở máy bơm ly tâm . ( = (1 + (2 + (3. Với (1: hệ số tính đến những mất mát thủy lực do ma sát của chất lỏng với ống dẫn hướng, trong bánh công tác … (1 = 0,7 – 0,95. (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 roto và thân máy, rò rỉ qua salnhic ra ngoài. - Nhờ sự hoàn thiện của cơ cấu làm kín và độ chính xác ngày càng cao hiện nay nên (2 = 0,9 -> 0,98 - (3: hệ số tính đến sự mất mát cơ học do ma sát ở salnhic, ở ổ bi và do ma sát giữa chất lỏng với bề mặt bên ngoài của bánh công tác. 2.3. Phương trình cơ bản của máy bơm ly tâm 2.3.1. Phương trình cột áp lý thuyết của bơm ly tâm Dựa trên các giả thuyết: Chất lỏng là lý tưởng. Bánh công tác có số cánh nhiều vô hạn, mỏng vô cùng. Ứng dụng định lý cơ học về biến thiên mômen động lượng đối với dòng chất lỏng chuyển động qua bánh công tác, nhà bác học Ơle đã thành lập ra phương trình cột áp lý thuyết của bơm ly tâm : Hl
=
Trong đó: Hl
- Cột áp lý thuyết của bơm có số cánh dẫn vô hạn. u1, u2 - Vận tốc vòng tại điểm ứng với bán kính vào và ra của bánh công tác, có phương thẳng góc với phương hướng kính. c1u, c2u - Thành phần vận tốc tuyệt đối của các phần tử chất lỏng ở lối vào và ra bánh công tác chiếu lên phương của vận tốc vòng (u). Trong các bơm ly tâm hiện đại, đa số các bánh công tác có kết cấu cửa vào hoặc bộ phận dẫn hướng vào sao cho dòng chất lỏng ở cửa vào của máng dẫn chuyển động theo hướng kính, nghĩa là
vuông góc với
,
= 90o, để cột áp của bơm có lợi nhất (c1u = 0). Tam giác vận tốc ở cửa vào là tam giác vuông: Khi đó phương trình cơ bản của bơm ly tâm có dạng: Hl
=
2.3.2.Cột áp thực tế Trong thực tế cánh dẫn của bánh công tác có chiều dày nhất định (2
20 mm) và số cánh dẫn hữu hạn (6
12) cánh, gây lên sự phân bố vận tốc không đều trên các mặt cắt của dòng chảy, tạo ra các dòng xoáy và các dòng quẩn trong máng dẫn.