MeoNgoc Giới thiệu với các bạn một giáo trình máy bơm, bao gồm các chương, sẽ lần lượt được giới thiệu trên nuoc.com.vn:

Chương 1 Lịch sử phát triển và sử dụng máy bơm cấp và tháo nước
Chương 2 Khái niệm chung về máy bơm và trạm bơm
Chương 3 Cấu tạo và phân loại bơm cánh quạt
Chương 4 Đặc tính của bơm cánh quạt, nguyên lý làm việc của máy bơm li tâm
Chương 5 Định luật đồng dạng của máy bơm và ứng dụng
Chương 6 Khí thực
Chương 7 Các trường hợp làm việc của máy bơm
Chương 8 Các loại máy bơm khác
Chương 9 Hệ thống công trình trạm bơm
Chương 10 Các thiết bị cơ điện chính của trạm bơm
Chương 11 Các thiết bị phụ trong trạm bơm
Chương 12a Nhà máy của trạm bơm - Phần 1
Chương 12b Nhà máy của trạm bơm - Phần 2
Chương 13 Công trình lấy nước và tháo nước của trạm bơm
Chương 14 Các chỉ tiêu kinh tế và vấn đề khai thác trạm bơm

Tổng hợp _link_ download tài liệu Máy bơm và trạm bơm của PGS TS.Nguyễn Quang Đoàn

Chương 1:
Lịch sử phát triển và sử dụng máy bơm cấp và tháo nước
- PGS TS. Nguyễn Quang Đoàn


TÓM LƯỢC VỀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ SỬ DỤNG MÁY BƠM CẤP VÀ THÁO NƯỚC

Ngay từ thời cổ xưa, do điều kiện sản xuất và đời sống đòi hỏi, con người đã biết dùng những công cụ thô sơ như coọng quay, xe đạp nước ..v.v.. để đưa nước lên các thửa ruộng có độ cao chênh lệch. Những công cụ nầy vận chuyển chất lỏng dưới áp suất khí quyển. Sau đó người ta đã biết dùng những pitông đơn giản như ống thụt làm bằng tre gỗ để chuyển nước dưới áp suất dư ...Các máy bơm thô sơ hoạt động dưới tác động của sức người và sức kéo của động vật do vậy năng lực bơm không cao, hiệu suất thấp.

Vào thế kỷ một, hai trước công nguyên, người Hy lạp đã sáng chế ra pitông bằng gỗ. Tới thế kỷ 15, nhà bác học người Ý là D. Franxi đã đưa ra những khái niệm về bơm li tâm. Sang thế kỹ 16 lại xuất hiện loại máy bơm rô to mới. Cho đến thế kỷ17, một nhà vật lý người Pháp áp dụng những nghiên cứu của D. Franxi chế tạo ra được một máy bơm li tâm đầu tiên. Tuy nhiên do chưa có những động cơ có vòng quay lớn kéo máy bơm, nên năng lực bơm nhỏ, do vậy loại bơm li tâm vẫn chưa được phát triễn, lúc báy giờ bơm rôto chiếm ưu thế trong các loại bơm.

Đến thế kỷ18, hai viện sỹ Nga la:̀ Euler đã đề xuất những vấn đề lý luận có liên quan đến máy thủy lực và Zucôpsky đề xuất lý luận về cơ học chất lỏng, kể từ đó việc nghiên cứu và chế tạo máy bơm mới có cơ sở vững chắc. Thời kỳ này máy hơi nước ra đời tăng thêm khả năng kéo máy bơm. Đầu thế kỹ 20 các động cơ có số vòng quay nhanh ra đời thì máy bơm li tâm càng được phổ biến rộng rãi và có hiệu suất cao, năng lực bơm lớn

Ngày nay máy bơm được dùng rất rộng rãi trong đời sống và các ngành kinh tế quốc dân. Trong công nghiệp, máy bơm được dùng để cung cấp nước cho các lò cao, hầm mỏ, nhà máy... bơm dầu trong công nghiệp khai tác dầu mỏ...Trong kỹ nghệ chế tạo máy bay, trong nhà máy điện nguyên tử ... đều dùng máy bơm. Trong nông nghiệp, máy bơm dùng để bơm nước tưới và tiêu úng. Trong đời sống máy bơm dùng cấp nước sạch cho nhu cầu ăn uống của con người, gia súc ...

Hiện nay đã ra đời của những máy bơm rất hiện đại, có khả năng bơm hàng vạn m3 chất lỏng trong một giờ và công suất động cơ tiêu thụ tới hàng nghìn kW. Ở Nga đã chế tạo được những máy bơm có lưu lượng Q = 40 m3/s, công suất động cơ N = 14.300 kW và có dự án chế tạo động cơ điện kéo máy bơm với công suất N = 200.000 kW.

Ở nước ta, từ thời Pháp thuộc đã xây dựng một số trạm bơm tưới nhỏ, lớn nhất là trạm bơm ở Sơn La có năng suất 38.000 m3/h, lưu lượng mỗi máy bơm Q = 3 m3/s. Sau ngày miền Bắc giải phóng hàng loạt các trạm bơm lớn nhỏ đã được xây dựng, trong đó các trạm bơm lớn chủ yếu phục vụ cho tưới tiêu. Chúng ta đã xây được những trạm bơm lớn có năng lực bơm từ 65.000 đến 209.000 m3/h như Trịnh Xá, Linh Cảm, Cổ Đam, Cốc Thành, Hữu Bị ..., lưu lượng mỗi máy bơm đã lắp đặt đạt đến 8,3 m3/s. Chúng ta đã có một số nhà máy chế tạo bơm như: Công ty chế tạo bơm Hải Dương, Công ty cơ khí điện thủy lợi, Nhà máy cơ khí Duyên Hải ... sản xuất máy bơm phục vụ cho đất nước.

Trong sự nghiệp xây dựng đất nước phồn vinh, việc chế tạo các máy bơm và xây dựng các trạm bơm ở nước ta sẽ ngày càng thu được những thành tựu to lớn hơn.
Download file pdf
(Sưu tầm)

KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BƠM VÀ TRẠM BƠM
Máy bơm là một loại máy thủy lực, nhận năng lượng từ bên ngoài ( cơ năng, điện năng, thủy năng ..vv.. ) và truyền năng lượng cho dòng chất lỏng, nhờ vậy đưa chất lỏng lên một độ cao nhất định hoặc dịch chuyển chất lỏng theo hệ thống đường ống.

Người ta chia máy bơm ra nhiều loại dựa vào những đặc điểm như: nguyên lý tác động của cánh bơm vào dòng nước, dạng năng lượng làm chạy máy bơm, kết cấu máy bơm, mục đích bơm, loại chất lỏng cần bơm ... Trong đó thường dùng đặc điểm thứ nhất để phân loại máy bơm; theo đặc điểm này máy bơm được chia làm hai nhóm: Bơm động học và Bơm thể tích.

Bơm động học: Trong buồng công tác của máy bơm động học, chất lỏng được nhận năng lượng liên tục từ cánh bơm truyền cho nó suốt từ cửa vào đến cửa ra của bơm. Loại máy bơm này gồm có những bơm sau :

Bơm cánh quạt ( gồm bơm: li tâm, hướng trục, cánh chéo ): Trong loại máy bơm này, các cánh quạt gắn trên bánh xe công tác ( BXCT ) sẽ truyền trực tiếp năng lượng lên chất lỏng để đẩy chất lỏng dịch chuyển. Loại bơm này thường có lưu lượng lớn, cột áp thấp ( trong bơm nước gọi cụ thể là cột nước ) và hiệu suất tương đối cao, do vậy thường được dùng trong nông nghiệp và các ngành cấp nước khác;

Bơm xoắn: Chất lỏng qua các rãnh BXCT của máy bơm sẽ nhận được năng lượng để tạo dòng chảy xoắn và được đẩy khỏi cửa ra BXCT. Người ta dùng máy bơm này chủ yếu trong công tác hút nước hố thấm, tiêu nước, cứu hỏa... ;

Bơm tia: Dùng một dòng tia chất lỏng hoặc dòng khí bên ngoài có động năng lớn phun vào buồng công tác của bơm nhờ vậy hút và đẩy chất lỏng. Loại bơm này bơm được lưu lượng nhỏ, thường được dùng để hút nước giếng và dùng trong thi công;

Bơm rung: Cơ cấu công tác của bơm này là pít tông-van giao động qua lại với tầng số cao gây nên tác động rung cơ học lên dòng chất lỏng để hút đẩy chất lỏng. Loại bơm này có lưu lượng nhỏ, thường được dùng bơm nước giếng và giếng mỏ;

Bơm khi khí ép: Loại bơm này nhờ tạo hỗn hợp khí và nước có trọng lượng riêng nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước để dâng nước cần bơm lên cao. Loại bơm này thường dùng để hút nước bẩn hoặc nước giếng;

Bơm nước va ( bơm Taran ): Lợi dụng hiện tượng nước va thủy lực để đưa nước lên cao. Loại bơm này bơm được lưu lượng nhỏ, thường được dùng cấp nưóc cho vùng nông thôn miền núi.

Bơm thể tích: Nguyên lý làm việc của loại bơm này là thay đổi có chu kỳ thể tích của buồng công tác truyền áp lực hút đẩy chất lỏng. Bơm này có những loại sau:

Bơm pít tông: Pít tông chuyển động tịnh tiến qua lại có chu kỳ trong buồng công tác để hút và đẩy chất lỏng. Loại bơm này tạo được cột áp cao, lưu lượng nhỏ nên trong nông nghiệp ít dùng, thường được dùng trong máy móc công nghiệp;

Bơm rô to: Dùng cơ cấu bánh răng hoặc bánh vít, cánh trượt đặt ở chu vi phần quay của bơm để đẩy chất lỏng. Bơm này gồm có: bơm răng khía, bơm pít tông quay, bơm tấm trượt, bơm vít, bơm pít tông quay, bơm chân không vòng nước ... Bơm rô to có lưu lương nhỏ thường được dùng trong công nghiệp;

Ngoài ra còn có rất nhiều loại bơm động học và bơm thể tích khác được sử dụng trong thực tế sản xuất và đời sống, sinh viên có thể tham khảo trong các tài liệu về máy bơm được xuất bản trong và ngoài nước. Trong giáo trình này chúng ta chỉ nghiên cứu loại máy bơm được dùng phổ biến cho bơm nước tưới tiêu trong thủy lợi, đó là các loại máy bơm cánh quạt còn các bơm khác xin xem bổ sung ở chương VII .


CÁC THÔNG SỐ NĂNG LƯỢNG CHÍNH VÀ VÙNG SỬ DỤNG BƠM

Thông số năng lượng chính của máy bơm là những số liệu chủ yếu biểu thị đặc tính cơ bản của máy bơm bao gồm: lưu lượng Q, cột nước H, công suất N, số vòng quay n và độ cao hút nước cho phép hs... Những thông số này nhà máy chế tạo bơm đã ghi sẵn trên nhãn hiệu máy. Sau đây là những thông số chính:
I. Lưu lượng Q

Lưu lượng là thể tích khối chất lỏng được máy bơm bơm lên trong một đơn vị thời gian Q ( l/s, m3/s, m3/ h ). Thể tích có thể là m3 hoặc lit, còn thời gian có thể tính là giây -thường đối với máy bơm lớn, hoặc giờ - thường dùng đối đối với máy bơm nhỏ hoặc thường dùng lưu lượng cho toàn trạm.
II. Cột nước H

Cột nước là năng lượng mà máy bơm truyền cho một đơn vị khối lượng chất lỏng qua nó. Năng lượng đó bằng hiệu số năng lượng đơn vị của chất lỏng ở cửa ra và cửa vào của bơm:
Download Chương 2

Nguyên lý làm việc của bơm li tâm.

- Chênh lệch áp lực giữa cửa ra và cửa vào P tỷ lệ thuận với bình phương tốc độ góc và đường kính cửa ra D2, tỷ lệ nghịch với đường kính cửa vào D1 của BXCT. Do vậy, tăng vòng̣ quay của bơm ( n ) hoặc tăng đường kính cửa ra, giảm đường kính cửa vào sẽ tăng được áp lực chất lỏng cần bơm;

- Do ngoại vi BXCT không bị bịt kín nên áp lực ở ngoại vi nhỏ hơn áp lực cửa ra P2 do vậy nước sẽ văng ra khỏi BXCT để vào ống đẩy. Đó cũng chính là nguyên lí làm việc của bơm li tâm là nhờ tạo ra lực li tâm khi BXCT quay để bơm nước.

- Ngoài những nhận xét trên ta còn nhận thấy: P còn phụ thuộc vào khối lượng riêng  của lưu chất. Ở điều kiện chuẩn, khối lượng riêng của không khí chỉ bằng
18301830 size 12{ { {1} over {"830"} } } {} khối lượng riêng của nước, vì vậy để bơm được nước thì trước khi chạy máy bơm cần phải đổ đầy nước trong buồng công tác của máy bơm ( mồi nước ).

Download chương 4

Phần này trình bày về Các trường hợp làm việc
của máy bơm
Download chương 7