BƠM HƯỚNG TRỤC

Khái niệm

Bơm hướng trục (AXIAL FLOW PUMP) là loại bơm thuộc nhóm bơm động học hay còn được gọi là bơm cánh dẫn. Theo như tên gọi thì bơm có cấu tạo gồm hệ thống cánh bơm được lắp bên trong ống hình trụ, đây cũng là loại bơm có thiết kế cánh đơn giản nhất.

Đặc điểm

Ưu điểm

• Cấu tạo khá đơn giản; kích thước nhỏ gọn, chắc chắn.
• Có thể đặt bơm ở vị trí nằm ngang hoặc thẳng đứng.
• Bơm có khả năng làm việc đối với chất lỏng có hàm lượng bùn, cát lớn.
• Lưu lượng bơm lớn.
• Hiệu suất làm việc cao.
• Dễ dàng tháo lắp, sửa chữa và bảo dưỡng.

Nhược điểm

• Bơm có cột áp thấp, khả năng tự hút kém do đó chỉ dùng ở những nơi cần lưu lượng lớn, cột áp thấp. Để bơm làm việc tốt thì cánh ánh bơm phải được đặt dưới bề mặt chất lỏng.

Cấu tạo

Bơm hướng trục gồm phần động và phần tĩnh:

• Phần động gồm bánh công tác gắn liền với trục. Bánh công tác có gắn các cánh dẫn phân bố đều xung quanh.
• Phần tĩnh bao gồm vỏ bơm hình trụ rỗng, các cánh dẫn hướng của bánh công tác và các bộ phận đỡ trục. Phía trên bộ phận dẫn hướng thân bơm uốn cong để tiện bố trí các bộ phận dẫn động trục bơm.

Cũng như bơm ly tâm thì bơm này có cấu tạo gồm một hoặc nhiều cánh bơm được ghép nối tiếp với nhau.

Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý làm việc của bơm hướng trục là nguyên lý cánh nâng, thường được thiết kế đối với cánh máy bay. Khi bơm làm việc, bánh công tác quay trong môi trường chất lỏng và làm cho các cánh bơm của bánh công tác có dạng công xôn (cong theo không gian ba chiều) quay nên chất lỏng được hút vào bơm và di chuyển theo phương dọc trục với lưu lượng lớn. Trong bơm hướng trục chất lỏng không chuyển động theo phương bán kính ở bất kỳ mặt cắt ngang và cơ cấu hướng dòng nào, nên không xuất hiện lực li tâm.

Xem thêm: Bơm Piston Hướng Trục, Bơm Piston Hướng Kính Rexroth ...

Công thức tính toán

Gọi:

• k_c: hệ số tốc độ chiều trục.
• H: cột áp làm việc ( m).
• c_α = c₁ = k_c×: tốc độ chiều trục của dòng trong rãnh cánh dẫn (m/ s).
• g: gia tốc trọng trường ( m/ s²).
• m = D_H/ D_C = 2 ÷ 3.5 là tỷ số giữa đường kính của bánh cánh dẫn và đường kính moay ơ.
• η_cc: hiệu suất cung cấp, η_cc= 0.9 ÷ 0.95
• η_b: hiệu suất bơm, η_b= 0.75 ÷ 0.9
• γ: tỷ trọng của môi chất.

Cột áp của bơm hướng trục

Để xác định cột áp của bơm hướng trục, ta xét mặt cắt dọc trục bơm hướng trục theo mặt cắt với bán kính bất kỳ.

• Cột áp do bơm tạo ra:

H= [ u× (c_2u – c_1u)]/ g = ( u× c_u)]/ g

• Trong đó: tốc độ tiếp tuyến u= ω×r₁= ω×r₂

                        c_u: là hiệu tốc độ tuyệt đối chiếu theo phương tiếp tuyến với cung cánh quay của hai điểm cuối và đầu quãng đường trao đổi năng lượng giữa chất lỏng và cánh công tác.

Lưu lượng của bơm hướng trục

Q= 3600×η_cc×( m² -1)×D_c²×k_c×

Công suất động cơ

N = (Q×H×γ)/ (75×η_b)

Công dụng

Bơm hướng trục được sử dụng trong những hệ thống có áp suất thấp, cần lưu lượng bơm lớn.

Bơm được dùng trong nông nghiệp, thủy lợi; cấp, thoát nước trong các nhà máy; cấp thoát nước xây dựng đô thị, trạm bơm nguồn.

Trên tàu thuỷ bơm này được dùng làm bơm tuần hoàn của thiết bị ngưng tụ hơi và đôi khi dùng làm bơm làm mát động cơ đốt trong có cột nước dâng (bơm đặt thấp hơn mực chất lỏng cần bơm) và yêu cầu cột áp không lớn lắm.