Đề cương môn cơ học lý thuyết- Trường Đại học bách khoa - Đại học đà nẵng
Phươngpháplọcnén:dùngmộtbơmhoặcmộtmáynénđểtăngápsuấtbêntrênmànglọc,tạora một lực đẩy chất lỏng qua màng lọc. Phương pháp này có hiệu quả lọc cao nhất và nhanhnhất, nhưng cũng cần thiết bị phức tạp và tốn kém nhất.
Đề cương môn cơ học lý thuyết- Trường Đại học bách khoa - Đại học đà nẵng.
Tài liệu gồm 15 trang , giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao.
Môn: Cơ học lý thuyết 18 tài liệu
Trường: Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng 1 K tài liệu
Tác giả:
Preview text:
NGÂN HÀNG CÂU HỎI TỰ LUẬN
Môn QT Thủy lực và Cơ học Level 1: REMEMBER 1.
Phân biệt chất lỏng ở trạng thái tĩnh tương đối và trạng thái tĩnh tuyệt đối. Cho ví dụ minh họa 2.
Đặc điểm của áp suất thủy tĩnh 3.
Cho khối chất lỏng đồng nhất, đứng yên và cân bằng. Hãy xây dựng phương trình cơ bản tĩnh
lực học từ phương trình vi phân cân bằng Euler 4.
Chiều cao Piezometer là gì? Hãy mô tả sự biểu diễn áp suất tại 1 điểm A bên trong lòng chất
lỏng bằng chiều cao Piezometer. 5.
Phát biểu định luật Pascal. Hãy mô tả ứng dụng của định luật Pascal trong máy ép thủy lực 6.
Cho hai bình thông nhau chứa cùng 1 chất lỏng đồng nhất. Hãy xác định chênh lệch chiều cao
mặt thoáng chất lỏng dựa vào PT cơ bản tĩnh lực học chất lỏng 7.
Hãy mô tả áp kế chất lỏng Piezometer nêu cách xác định áp suất tại 1 điểm A bất kỳ bên trong lòng chất lỏng 8.
Hãy mô tả áp kế chất lỏng chữ U như hình bên. Biết bên trong áp kế chứa thủy ngân. Hãy nêu
cách xác định áp suất tại điểm A bên trong bình chứa. 9.
Định nghĩa lưu lượng và vận tốc chất chuyển động của chất lỏng bên trong ống dẫn. Vận tốc
ảnh hưởng như thế nào đến trở lực đường ống? 10.
Nêu ý nghĩa của việc nghiên cứu trở lực trong ống dẫn chất lỏng, từ đó đề xuất phương hướng
chung để giảm trở lực này. Nêu phương pháp chọn đường kính ống dẫn thích hợp bằng phương pháp vẽ đồ thị. 11.
Độ nhớt là gì? Hãy phát biểu định luật ma sát trong của Newton. 12.
Nêu các chế độ chuyển động của chất lỏng và sự liên quan giữa chế độ chảy với chuẩn số Reynolds 13.
Thế nào là dòng ổn định? Thế nào là dòng không ổn định? 14.
Trình bày phân bố vận tốc của chất lỏng chuyển động trong ống dẫn 15.
Trình bày phân bố vận tốc của chất lỏng chuyển động trong ống dẫn ở chế độ chảy tầng và
xây dựng công thức tính lưu lượng của chất lỏng đó. 16.
Cho chất lỏng lý tưởng đang chuyển động ổn định trong đường ống và không có lực ma sát
trong. Hãy xây dựng phương trình Bernoulli dựa trên phương trình vi phân chuyển động Euler. 17.
Trở lực là gì? Hãy trình bày các phương pháp giảm trở lực đường ống 18.
Trình bày 3 chế độ thủy động lực học của lớp hạt thay đổi theo vận tốc dòng lưu chất 19.
Trình bày trạng thái giả lỏng (tầng sôi) của lớp hạt (hình vẽ), Nêu các đặc điểm của lớp sôi. 20.
So sánh năng suất, cấu tạo, khả năng cung cấp chất lỏng của máy bơm piston tác dụng đơn, tác dụng kép 21.
Độ không đồng đều của bơm piston là gì? Nêu ảnh hưởng của việc cung cấp chất lỏng không
đều đến quá trình vận hành và lắp đặt bơm. 22.
So sánh độ không đồng đều của bơm piston tác dụng đơn và tác dụng kép. 23.
Nêu tác dụng của bầu khí trong bơm piston 24.
Nêu ngắn gọn ưu và nhược điểm của bơm piston 25.
Nêu ngắn gọn ưu và nhược điểm của bơm ly tâm 26.
So sánh bơm piston và bơm ly tâm (ngắn gọn, nêu những điểm chính) 27.
Nêu hiện tượng xâm thực của bơm ly tâm và cách khắc phục 28.
Đặc tuyến của bơm ly tâm là gì? 29.
Nêu cách thiết lập đặc tuyến mạng ống và điểm làm việc của bơm ly tâm. 30.
Nêu nguyên tắc, vẽ sơ đồ lắp đặt và đặc tuyến hai bơm ghép song song và nối tiếp. 31.
Để chống ảnh hưởng của khoảng hại trong máy nén pittông tác dụng kép có thể dùng phương
pháp gì? Tại sao năng suất của máy nén khí có xilanh thẳng đứng lại lớn hơn loại xilanh nằm ngang. 32.
Nêu sự khác nhau về cấu tạo và quá trình vận hành của máy bơm pittong và máy nén khí pittong. 33.
Nêu các phương pháp tách hệ khí không đồng nhất được sử dụng trong công nghiệp. 34.
Giải thích tại sao năng suất phòng lắng hỗn hợp khí bụi không phụ thuộc vào chiều cao của
thiết bị mà chỉ phụ thuộc vào diện tích đáy của phòng lắng và vận tốc lắng của hạt. 35.
Nêu các phương pháp tách hệ lỏng không đồng nhất được sử dụng trong công nghiệp. 36.
Giải thích tại sao năng suất phòng lắng huyền phù không phụ thuộc vào chiều cao của thiết bị
mà chỉ phụ thuộc vào diện tích đáy của phòng và vận tốc lắng của hạt. 37.
Nêu các phương pháp tạo chênh lệch áp suất của quá trình lọc huyền phù. 38.
Trình bày phương pháp rửa bã lắng
1. Phân biệt chất lỏng ở trạng thái tĩnh tương đối và trạng thái tĩnh tuyệt đối. Cho ví dụ minh họa
Chất lỏng ở trạng thái tĩnh tương đối là chất lỏng không có chuyển động tương đối giữa các phần tử
trong khối chất lỏng, nhưng có thể có chuyển động so với hệ toạ độ cố định. Trong trạng thái này, chất
lỏng có thể chịu tác dụng của các lực khác nhau như lực trọng trường, lực áp suất, lực cản, lực đẩy, v.v.
Ví dụ, khi bạn đổ nước vào một cốc, nước sẽ ở trạng thái tĩnh tương đối.
Trong khi đó, chất lỏng ở trạng thái tĩnh tuyệt đối là chất lỏng không có chuyển động so với hệ toạ độ
cố định. Trong trạng thái này, chất lỏng không chịu tác dụng của lực áp suất, lực cản, lực đẩy, v.v. Ví
dụ, khi bạn đóng kín một chai nước và đặt nó trong không gian trống, nước trong chai sẽ ở trạng thái tĩnh tuyệt đối.
2. Đặc điểm của áp suất thủy tĩnh
- Áp suất thủy tĩnh tác dụng thẳng góc với phần diện tích chịu lực (pháp tuyến) và hướng vaò diện tích ấy.
- Áp suất thủy tĩnh cos tính đẳng hướng --> tại 1 điểm trong chất lỏng, áp suất thủy tĩnh đều có giá trị
như nhau theo mọi hướng.
- Áp suất thủy tĩnh là 1 hàm liên tục, thay đổi theo không gian, tức là phụ thuộc vào tọa độ điểm p= f(x,y,z).
3. Cho khối chất lỏng đồng nhất, đứng yên và cân bằng. Hãy xây dựng phương trình cơ bản tĩnh lực
học từ phương trình vi phân cân bằng Euler?
Phương trình cơ bản tĩnh lực học của chất lỏng được xây dựng từ phương trình vi phân cân bằng Euler như sau:
∂z/∂p= −ρg ---> p = p0 + ρgh Trong đó:
• p là áp suất tại một điểm bất kỳ trong khối chất lỏng.
• z là chiều cao hình học tại điểm đang xét so với mặt chuẩn.
• ρ là khối lượng riêng của chất lỏng.
• g là gia tốc trọng trường.
• h là độ sâu bất kì có áp suất thủy tĩnh là p0.
Phương trình này biểu thị sự phụ thuộc của áp suất thủy tĩnh theo tọa độ z và chỉ rõ trong khối chất lỏng
đồng nhất ở trạng thái tĩnh thì mọi điểm cùng nằm trên mặt phẳng nằm ngang đều có cùng một áp suất thủy tĩnh
4. Chiều cao Piezometer là gì? Hãy mô tả sự biểu diễn áp suất tại 1 điểm A bên trong lòng chất lỏng
bằng chiều cao Piezometer.
Chiều cao Piezometer là chiều cao của một cột chất lỏng có khả năng tạo ra một áp suất bằng với áp
suất tại điểm đang xét.
Giả sử chúng ta đang xét một điểm A bên trong lòng chất lỏng. Áp suất tại điểm A được biểu diễn
bằng chiều cao của cột chất lỏng tại điểm đó. Để đo áp suất tại điểm A, ta cần đặt một Piezometer tại
điểm đó. Khi đó, chiều cao của cột chất lỏng trong Piezometer chính là chiều cao Piezometer ứng với áp suất tại điểm A.
5. Phát biểu định luật Pascal. Hãy mô tả ứng dụng của định luật Pascal trong máy ép thủy lực?
Định luật Pascal: áp suất tác dụng lên một điểm bất kỳ trong chất lỏng sẽ được truyền đều sang tất cả
các hướng và có giá trị bằng nhau trên mọi mặt phẳng vuông góc với hướng truyền áp suất.
Máy ép thủy lực hoạt động dựa trên nguyên lý định luật Pascal. Khi áp suất được áp dụng trên các chất
lỏng trong một hệ thống kín, áp lực trên toàn hệ thống luôn luôn không đổi. Máy ép thủy lực sử dụng áp
lực tác động lên chất lỏng để đè bẹp, nén ép vật liệu. Máy ép thủy lực bao gồm hai xi lanh có diện tích
khác nhau. Khi áp lực được áp dụng lên xi lanh nhỏ hơn, áp lực sẽ được truyền đến xi lanh lớn hơn, tạo
ra một lực ép mạnh hơn để đè bẹp, nén ép vật liệu.
6. Cho hai bình thông nhau chứa cùng 1 chất lỏng đồng nhất. Hãy xác định chênh lệch chiều cao mặt
thoáng chất lỏng dựa vào PT cơ bản tĩnh lực học chất lỏng
TH1: nếu hai bình kín A,B với áp suất trên mặt thoáng khác nhau: z1 - z2 = (p02 - p01) / ρg
TH2: nếu hai bình đều hở z1 = z2
TH3: một bình hở, một bình kín : z1 - z2 = (po - pa) /ρg
7. Hãy mô tả áp kế chất lỏng Piezometer nêu cách xác định áp suất tại 1 điểm A bất kỳ bên trong lòng chất lỏng
Áp kế chất lỏng Piezometer là một thiết bị đo áp suất tuyệt đối của chất lỏng tại một điểm bất kỳ trong
lòng chất lỏng. Để xác định áp suất tại một điểm A bên trong lòng chất lỏng, ta cần đặt một
Piezometer tại điểm đó. Khi đó, chiều cao của cột chất lỏng trong Piezometer chính là chiều cao
Piezometer ứng với áp suất tại điểm A.
Chiều cao Piezometer được tính bằng cách đo chiều cao của một cột chất lỏng trong ống Piezometer từ
mặt phẳng chuẩn đến mặt chất lỏng. Áp suất tại điểm A bằng áp suất tại mặt chất lỏng trên cùng của ống Piezometer.
8. Hãy mô tả áp kế chất lỏng chữ U như hình bên. Biết bên trong áp kế chứa thủy ngân. Hãy nêu cách
xác định áp suất tại điểm A bên trong bình chứa.
Áp kế chất lỏng chữ U là một thiết bị đo áp suất tuyệt đối của chất lỏng tại một điểm bất kỳ trong lòng
chất lỏng. Áp kế chữ U được tạo thành bởi hai ống thủy tinh hình chữ U nối với nhau bởi một ống dẫn
chất lỏng. Bên trong ống thủy tinh chứa chất lỏng, thường là thủy ngân.
Để xác định áp suất tại điểm A bên trong bình chứa, ta cần đặt áp kế chữ U vào bình chứa sao cho điểm
A nằm ở một bên của ống dẫn chất lỏng. Khi đó, chất lỏng trong ống sẽ chịu tác dụng của áp suất tại
điểm A và sẽ dịch chuyển lên hoặc xuống trong ống. Chiều cao của chất lỏng trong ống thủy tinh sẽ
khác nhau giữa hai bên của ống dẫn chất lỏng. Áp suất tại điểm A bằng áp suất tại mặt chất lỏng trên
cùng của ống thủy tinh ở bên chứa điểm A.
9. Định nghĩa lưu lượng và vận tốc chất chuyển động của chất lỏng bên trong ống dẫn. Vận tốc ảnh
hưởng như thế nào đến trở lực đường ống?
Lưu lượng: là lượng thể tích chất lỏng chảy qua 1 tiết diện ngang bất kì của ống dẫn trong 1 đơn vị thời gian.
Vân tốc: là lượng thể tích chảy qua 1 đơn vị bề mặt tiết diện ống trong 1 đơn vị thời gian.
Vận tốc ảnh hưởng trở lực đường ống:
+ Vận tốc càng lớn --> trở lực càng lớn --> tiêu tốn năng lượng bơm, quạt để dẩy chất lỏng.
+ Vận tốc quá nhỏ --> phải tăng đường kính ống dẫn làm tăng giá thành ( với điều kiện lưu lượng không thay đổi).
10. Nêu ý nghĩa của việc nghiên cứu trở lực trong ống dẫn chất lỏng, từ đó đề xuất phương hướng
chung để giảm trở lực này. Nêu phương pháp chọn đường kính ống dẫn thích hợp bằng phương pháp vẽ đồ thị.
Việc nghiên cứu trở lực trong ống dẫn chất lỏng là rất quan trọng trong việc thiết kế hệ thống đường
ống dẫn chất lỏng. Trở lực là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống đường ống
dẫn chất lỏng. Trở lực gây ra sụt áp và làm giảm lưu lượng chất lỏng chuyển động qua ống. Do đó,
giảm trở lực trong ống dẫn chất lỏng là một phương hướng quan trọng để tăng hiệu suất của hệ thống
đường ống dẫn chất lỏng.
Có nhiều phương pháp để giảm trở lực trong ống dẫn chất lỏng, bao gồm:
• Tăng đường kính của ống dẫn chất lỏng.
• Giảm độ nhám của bề mặt trong của ống dẫn chất lỏng.
• Tối ưu hóa đường dẫn của chất lỏng trong ống dẫn chất lỏng.
Phương pháp chọn đường kính ống dẫn thích hợp có thể được thực hiện bằng phương pháp vẽ đồ thị.
Để chọn đường kính ống dẫn thích hợp, ta cần xác định lưu lượng chất lỏng cần chuyển động qua ống
và tốc độ chất lỏng trong ống. Sau đó, ta có thể sử dụng đồ thị Moody để xác định đường kính ống thích
hợp. Đồ thị Moody là một đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa số Reynolds và hệ số ma sát trong ống dẫn
chất lỏng. Đường kính ống thích hợp là đường kính tương ứng với hệ số ma sát và số Reynolds tương ứng trên đồ thị Moody
11. Độ nhớt là gì? Hãy phát biểu định luật ma sát trong của Newton.
Độ nhớt: là đơn vị để đo lường tính kháng lại biến dạng của chất lỏng. Độ nhớt của một chất lỏng là
thông số đại diện cho ma sát trong của dòng chảy.
Định luật ma sát trong của Newton :
“ Lực ma sát trong giữa các lớp chất lỏng chuyển động tỉ lệ với bề mặt tiếp xúc giữa 2 lớp; không phụ
thuộc vào áp suất mà phụ thuộc vào loại chất lỏng và gradient vận tốc theo chiều thẳng góc với phương chuyển động”
12. Nêu các chế độ chuyển động của chất lỏng và sự liên quan giữa chế độ chảy với chuẩn số Reynolds
Các chế độ chuyển động của chất lỏng bao gồm:
• Chế độ chảy tầng: Các phần tử trong dòng chảy chuyển động song song với mặt vách, môi chất chảy
theo từng lớp không xáo trộn với nhau.
• Chế độ chảy quá độ: Các phần tử trong dòng chảy chuyển động theo phương vuông góc với mặt vách,
do đó dòng chảy có hiện tượng gợn sóng.
• Chế độ chảy rối: Các phần tử trong dòng chảy chuyển động hỗn loạn xáo trộn với nhau, không theo quỹ đạo xác định.
Khi số Reynolds nhỏ hơn hoặc bằng 2320, chất lỏng chảy tầng.
Khi số Reynolds nằm trong khoảng từ 2320 đến 4000, chất lỏng chảy quá độ.
Khi số Reynolds lớn hơn hoặc bằng 4000, chất lỏng chảy rối
13. Thế nào là dòng ổn định? Thế nào là dòng không ổn định?
Dòng chảy ổn định là dòng chảy mà các phần tử trong dòng chảy chuyển động theo hướng thẳng đứng,
không phụ thuộc vào thời gian, mà chỉ phụ thuộc vị trí đang xét, không có hiện tượng gợn sóng.
Dòng chảy không ổn định là dòng chảy mà các phần tử trong dòng chảy chuyển động không theo hướng
thẳng đứng, phụ thuộc vào thơi gian và có hiện tượng gợn sóng.
14. Trình bày phân bố vận tốc của chất lỏng chuyển động trong ống dẫn
• Chuyển động chảy dòng (Laminar flow): Trong chuyển động laminar, các phần tử chuyển động theo
những dòng không xáo trộn vào nhau, vận tốc chất lỏng cao nhất ở trung tâm và giảm dần về phía thành ống.
• Chuyển động chảy xoáy (Turbulent flow): Trong chuyển động turbulent, các phần tử chất lỏng
chuyển động vô trật tự, hỗn loạn, vận tốc chất lỏng phân bố không đều.
15. Trình bày phân bố vận tốc của chất lỏng chuyển động trong ống dẫn ở chế độ chảy tầng và xây
dựng công thức tính lưu lượng của chất lỏng đó.
Phân bố vận tốc của chất lỏng chuyển động trong ống dẫn ở chế độ chảy tầng là phân bố đều và ổn
định, không có hiện tượng gợn sóng. Vận tốc chất lỏng cao nhất ở trung tâm ống và giảm dần về phía
thành ống. Ở thành ống, vận tốc bằng không do ma sát với bề mặt ống. Phân bố vận tốc có thể được mô tả bằng phương trình: w = wmax (1− r2/R2 )
16. Cho chất lỏng lý tưởng đang chuyển động ổn định trong đường ống và không có lực ma sát trong.
Hãy xây dựng phương trình Bernoulli dựa trên phương trình vi phân chuyển động Euler.
17. Trở lực là gì? Hãy trình bày các phương pháp giảm trở lực đường ống
Trở lực là sự mất áp suất của chất lỏng khi chuyển động trong đường ống do ma sát với bề mặt ống và
các trở lực cục bộ như các khúc gấp, van, tê, cút, v.v. Trở lực làm giảm hiệu suất của hệ thống đường
ống và tăng chi phí vận hành bơm.
Phương pháp giảm trở lực đường ống:
+ Giảm I và Itd --> chọn đường đi ngắn nhất và dùng đúng chỗ van, khóa.
+ Tăng đường kính ống dẫn --> phải chọn d thích hợp dựa vào chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.
+ Giảm độ nhớt --> đun nóng ( cẩn thận gia nhiệt cao gây bọt khí và va đập thủy lực ).
+ Giảm độ nhám ống dẫn.
18. Trình bày 3 chế độ thủy động lực học của lớp hạt thay đổi theo vận tốc dòng lưu chất
1. Trạng thái tĩnh: khi vận tốc dòng khí( hay lỏng) còn bé, lớp hạt không chuyển động.
Các đặc trưng của lớp hạt (KLR, độ xốp) không thay đổi theo tốc độ dòng khí (hay lỏng).
Tốc độ dòng tăng trở lực của lớp hạt Δp tăng dần.
2. Trạng thái lơ lửng: khi tăng tốc độ dòng đến wk lớp hạt trở nên linh động và bắt đầu chuyển động
lơ lửng trong dòng khí (lỏng), thể tích lớp hạt tăng lên, trở lực p đạt tới 1 giá trị nhất định và không đổi.
wk < w< wp : trạng thái tầng sôi hay trạng thái giả lỏng của vật liệu hạt. (lớp hạt thể hiện tính “chảy”
giống lưu chất lơ lửng trong lưu chất)
3. Trạng thái lôi cuốn : khi tốc độ dòng vượt quá wp, các hạt rắn bị kéo theo bởi dòng lưu chất ra khỏi thiết bị.
wp – vận tốc phụt – là vận tốc nhỏ nhất của dòng mà lưu chất mang hạt rắn ra khỏi thiết bị.
19. Trình bày trạng thái giả lỏng (tầng sôi) của lớp hạt (hình vẽ), Nêu các đặc điểm của lớp sôi.
Trạng thái giả lỏng (tầng sôi) của lớp hạt là trạng thái mà lớp hạt trên ghi chuyển động tương đối với sự
nâng lên của không khí. Lúc này, lớp hạt có tính chất gần giống chất lỏng, có thể đảo trộn, chảy, và phân tầng .
Các đặc điểm của lớp sôi là:
• Lớp hạt có độ xốp cao, thường từ 0,4 đến 0,6
• Lớp hạt có trở lực lớp hạt thấp, chỉ phụ thuộc vào vận tốc trung bình của dòng lưu chất
• Lớp hạt có hiệu suất trao đổi nhiệt và chất cao, do sự đảo trộn mạnh của hạt và sự san bằng nhiệt
độ và nồng độ trong lớp hạt
• Lớp hạt có thể sử dụng cho các quá trình sấy, nhiệt phân, khử, oxy hóa, v.v
20. So sánh năng suất, cấu tạo, khả năng cung cấp chất lỏng của máy bơm piston tác dụng đơn, tác dụng kép
Máy bơm piston tác dụng đơn
Máy bơm piston tác dụng kép Năng suất
Chỉ có một xi lanh và một piston, nên
Có một xi lanh và một piston, nhưng chất
chỉ có một hành trình hút và một hành
lỏng được dịch chuyển ở cả hai phía của
trình đẩy trong một chu kỳ.
piston, nên có hai hành trình hút và hai
hành trình đẩy trong một chu kỳ. Cấu tạo
Có cấu tạo đơn giản hơn, chỉ gồm một
Có cấu tạo phức tạp hơn, gồm một xi lanh,
xi lanh, một piston, một van hút và
một piston, hai van hút và hai van đẩy. một van đẩy. Khả năng cung
Có khả năng cung cấp chất lỏng thấp
Có khả năng cung cấp chất lỏng cao hơn, cấp chất lỏng
hơn, vì chỉ có một hành trình đẩy trong
vì có hai hành trình đẩy trong một chu kỳ. một chu kỳ.
21. Độ không đồng đều của bơm piston là gì? Nêu ảnh hưởng của việc cung cấp chất lỏng không đều
đến quá trình vận hành và lắp đặt bơm.
Độ không đồng đều của bơm piston là sự biến đổi của lưu lượng chất lỏng do bơm cung cấp trong một chu kỳ.
Độ không đồng đều của bơm piston có thể ảnh hưởng đến quá trình vận hành và lắp đặt bơm như sau:
• Khi bơm cung cấp chất lỏng không đều, sẽ gây ra dao động áp suất và lưu lượng trong hệ thống,
làm giảm hiệu suất và độ bền của bơm và các thiết bị khác
• Khi bơm cung cấp chất lỏng không đều, sẽ gây ra tiếng ồn và rung động trong bơm và hệ thống,
làm ảnh hưởng đến môi trường làm việc và an toàn của người sử dụng
• Khi bơm cung cấp chất lỏng không đều, sẽ yêu cầu có các thiết bị phụ trợ như bình chứa, bình
giảm chấn, van điều áp, v.v. để cân bằng áp suất và lưu lượng trong hệ thống, làm tăng chi phí
và khó khăn trong việc lắp đặt và bảo trì.
22. So sánh độ không đồng đều của bơm piston tác dụng đơn và tác dụng kép.
Bơm piston tác dụng đơn là loại bơm có một xi lanh và một piston, nên chỉ có một hành trình hút và
một hành trình đẩy trong một chu kỳ. Độ không đồng đều của bơm piston tác dụng đơn cao hơn, vì lưu
lượng chất lỏng thay đổi nhiều trong một chu kỳ
Bơm piston tác dụng kép là loại bơm có một xi lanh và một piston, nhưng chất lỏng được dịch chuyển ở
cả hai phía của piston, nên có hai hành trình hút và hai hành trình đẩy trong một chu kỳ. Độ không đồng
đều của bơm piston tác dụng kép thấp hơn, vì lưu lượng chất lỏng ổn định hơn trong một chu kỳ
23. Nêu tác dụng của bầu khí trong bơm piston?
Bầu khí trong bơm piston là một thiết bị phụ trợ có tác dụng giảm độ không đồng đều của lưu lượng
chất lỏng do bơm cung cấp. Bầu khí là một bình chứa có hai ngăn cách bởi một màng cao su, một ngăn
chứa không khí và một ngăn chứa chất lỏng. Khi bơm cung cấp chất lỏng không đều, bầu khí sẽ hấp thụ
dao động áp suất và lưu lượng bằng cách thay đổi thể tích của không khí và chất lỏng trong bình.
Nhờ đó, bầu khí giúp ổn định áp suất và lưu lượng trong hệ thống, làm giảm tiếng ồn và rung động,
tăng hiệu suất và độ bền của bơm và các thiết bị khác.
24. Nêu ngắn gọn ưu và nhược điểm của bơm piston? Ưu điểm:
• Bơm piston có khả năng tự hút tốt, tạo được áp suất cao, phù hợp với các máy móc yêu cầu công suất lớn .
• Bơm piston có hiệu suất làm việc cao, tổn thất lưu lượng nhỏ, tiết kiệm chi phí vận hành .
• Bơm piston có thể thay đổi dung lượng làm việc, với cùng một tốc độ quay có thể thay đổi lưu lượng khác nhau .
• Bơm piston có đa dạng các loại máy khác nhau, như bơm piston hướng trục, bơm hướng kính,
bơm thủy lực piston cong, v.v Nhược điểm:
• Bơm piston có giá thành cao, kích thước lớn, trọng lượng nặng, khó di chuyển và lắp đặt .
• Bơm piston có cấu tạo phức tạp, gồm nhiều chi tiết lớn nhỏ khác nhau, khó sửa chữa và bảo trì .
• Bơm piston có độ không đồng đều lưu lượng cao, gây ra dao động áp suất và lưu lượng trong hệ
thống, làm giảm hiệu suất và độ bền của bơm và các thiết bị khác .
• Bơm piston cần có các thiết bị phụ trợ như bình chứa, bình giảm chấn, van điều áp, v.v. để cân
bằng áp suất và lưu lượng trong hệ thống, làm tăng chi phí và khó khăn trong việc lắp đặt và bảo trì .
25. Nêu ngắn gọn ưu và nhược điểm của bơm ly tâm Ưu điểm:
• Bơm ly tâm có kích thước nhỏ gọn và trọng lượng nhẹ hơn so với bơm piston .
• Bơm ly tâm ít nhạy cảm với chất lỏng có chứa các loại hạt rắn .
• Bơm ly tâm có thể điều chỉnh lưu lượng đơn giản, dễ dàng .
• Bơm ly tâm có độ an toàn khi làm việc cao .
• Bơm ly tâm có thể kết nối trực tiếp với động cơ mà không cần thông qua hộp giảm tốc .
• Bơm ly tâm có hiệu suất làm việc cao, tổn thất lưu lượng nhỏ, tiết kiệm chi phí vận hành . Nhược điểm:
• Bơm ly tâm có hiệu suất thấp khi vòng quay nhỏ .
• Bơm ly tâm có hiệu suất giảm nhiều khi độ nhớt của chất lỏng cần bơm tăng lên .
• Bơ ly tâm có độ không đồng đều lưu lượng cao, gây ra dao động áp suất và lưu lượng trong hệ thống .
• Bơm ly tâm cần có các thiết bị phụ trợ như bình chứa, bình giảm chấn, van điều áp, v.v. để cân
bằng áp suất và lưu lượng trong hệ thống .
• Bơm ly tâm không có khả năng tự hút, nên cần phải mồi bơm trước khi vận hành.
26. So sánh bơm piston và bơm ly tâm (ngắn gọn, nêu những điểm chính) Bơm piston Bơm ly tâm
thay đổi thể tích trong bơm và tạo ra áp suất và lưu
Bơm ly tâm sử dụng cánh quạt quay nhanh để tạo ra lượng cho chất lỏng
lực ly tâm và tác động lên chất lỏng
có năng suất cao hơn, bơm được áp suất cao và chất
Bơm ly tâm có năng suất thấp hơn, bơm được lưu
lỏng có độ nhớt thấp.
lượng lớn và chất lỏng có độ nhớt cao
Bơm piston có cấu tạo phức tạp hơn, gồm nhiều chi
Bơm ly tâm có cấu tạo đơn giản hơn, gồm ít chi
tiết nhỏ, khó sửa chữa và bảo trì.
tiết, dễ sửa chữa và bảo trì
cần có các thiết bị phụ trợ như bình chứa, bình giảm Bơm ly tâm không cần có các thiết bị phụ trợ như
chấn, van điều áp, v.v. để cân bằng áp suất và lưu
vậy, nhưng cần phải mồi bơm trước khi vận hành lượng trong hệ thống
27. Nêu hiện tượng xâm thực của bơm ly tâm và cách khắc phục
Hiện tượng xâm thực của bơm ly tâm là hiện tượng hình thành các bong bóng hơi trong chất lỏng đang
chảy, khi áp suất giảm xuống dưới áp suất hơi, và các bong bóng này đột ngột xẹp xuống ở vùng áp suất
cao, tạo ra sóng xung kích. Hiện tượng này gây ra tiếng ồn, rung động, xói mòn và giảm hiệu suất của bơm
Cách khắc phục hiện tượng xâm thực của bơm ly tâm có thể bao gồm:
• Tăng mực nước của hồ chứa ở thượng nguồn để tăng áp suất trên cửa vào của bơm
• Thêm một bộ cảm ứng vào đầu vào máy bơm để điều chỉnh tốc độ quay của bơm theo áp suất
• Tối ưu hóa thiết kế cánh quạt để giảm thiểu sự thay đổi áp suất trong bơm
• Giảm thiểu thất thoát dòng chảy ngược dòng bằng cách lắp đặt van một chiều ở đầu ra của bơm
• Vận hành máy bơm ở tốc độ dòng chảy thấp hơn để giảm áp suất bốc hơi của chất lỏng
• Sử dụng các vật liệu có độ cứng cao, chịu nhiệt tốt, chống ăn mòn cho các bộ phận của bơm
28. Đặc tuyến của bơm ly tâm là gì?
Đặc tuyến của bơm ly tâm là biểu đồ thể hiện sự biến đổi của cột áp và lưu lượng chất lỏng do bơm
cung cấp ở các điều kiện vận hành khác nhau. Đặc tuyến của bơm ly tâm cho biết hiệu suất, phạm vi
làm việc, và điều kiện ngăn chặn xâm thực của bơm
Đặc tuyến của bơm ly tâm thường được cung cấp bởi nhà sản xuất và là một thông tin quan trọng trong
việc chọn mua và vận hành bơm.
29. Nêu cách thiết lập đặc tuyến mạng ống và điểm làm việc của bơm ly tâm.
Cách thiết lập đặc tuyến mạng ống và điểm làm việc của bơm ly tâm có thể bao gồm các bước sau:
• Xác định các thông số của mạng ống, như đường kính, chiều dài, độ nhám, hệ số ma sát, độ cao hình học, v.v
• Xác định các thông số của chất lỏng, như trọng lượng riêng, độ nhớt, áp suất hơi, v.v
• Xác định các thông số của bơm, như tốc độ quay, đường kính bánh xe, động cơ, v.v
• Tính toán cột áp tổn thất do ma sát và do trở lực cục bộ trong mạng ống theo công thức Darcy-
Weisbach và các công thức liên quan
• Vẽ đặc tuyến mạng ống trên hệ trục tọa độ cột áp - lưu lượng, thể hiện mối quan hệ giữa cột áp
tổn thất và lưu lượng chất lỏng trong mạng ống
• Vẽ đặc tuyến bơm trên cùng hệ trục tọa độ, thể hiện mối quan hệ giữa cột áp và lưu lượng chất lỏng do bơm cung cấp
• Tìm giao điểm của đặc tuyến bơm và đặc tuyến mạng ống, đó chính là điểm làm việc của bơm ly tâm
30. Nêu nguyên tắc, vẽ sơ đồ lắp đặt và đặc tuyến hai bơm ghép song song và nối tiếp. Nguyên tắc:
+ Khi ghép hai bơm song song, lưu lượng của hệ thống bằng tổng lưu lượng của hai bơm, còn cột áp
của hệ thống bằng cột áp của một bơm.
+ Khi ghép hai bơm nối tiếp, cột áp của hệ thống bằng tổng cột áp của hai bơm, còn lưu lượng của hệ
thống bằng lưu lượng của một bơm.
Hệ thống bơm ghép song song:
Hệ thống bơm ghép song song: +----+ + --- + ^ H | B1 | ---- | B2 | | +----+ + --- + | /\ | | | / \ +----+ --- + | / \ | | / \ V |/ \ + --------- > Q
Hệ thống bơm ghép nối tiếp: Q1 Q2 +----+
Hệ thống bơm ghép nối tiếp: | B1 | +----+ ^ H | | V | /\ +----+ | / \ | B2 | | / \ +----+ | / \ | | / \ V +--+ ---------- > Q H1 H2
Trong đó, B1 và B2 là hai bơm cùng loại, có
Trong đó, H là cột áp, Q là lưu lượng, Q1 và Q2 là
đường kính bánh xe, tốc độ quay và động cơ giống lưu lượng của hai bơm khi ghép song song, H1 và nhau.
H2 là cột áp của hai bơm khi ghép nối tiếp.
31. Để chống ảnh hưởng của khoảng hại trong máy nén pittông tác dụng kép có thể dùng phương
pháp gì? Tại sao năng suất của máy nén khí có xilanh thẳng đứng lại lớn hơn loại xilanh nằm ngang.
• Để chống ảnh hưởng của khoảng hại trong máy nén pittông tác dụng kép, có thể dùng các phương pháp sau :
o Giảm kích thước của khoảng hại bằng cách thay đổi kích thước của nắp xylanh, đĩa nghiêng, hoặc pittông.
o Sử dụng các van hút và đẩy có độ mở cao, giảm thời gian đóng mở và thất thoát áp suất.
o Sử dụng các bình giảm chấn để giảm dao động áp suất và lưu lượng trong hệ thống.
o Sử dụng các bộ phận làm nguội để giảm nhiệt độ của khí nén, giảm áp suất bốc hơi và tăng mật độ khí nén.
• Năng suất của máy nén khí có xylanh thẳng đứng lớn hơn loại xilanh nằm ngang vì
o Xylanh thẳng đứng có độ dài hành trình lớn hơn, tăng lượng khí nén ra.
o Xylanh thẳng đứng có độ kín cao hơn, giảm thất thoát khí nén.
o Xylanh thẳng đứng có độ cân bằng tốt hơn, giảm ma sát và rung động.
o Xylanh thẳng đứng có độ làm mát tốt hơn, giảm nhiệt độ và áp suất bốc hơi của khí nén.
32. Nêu sự khác nhau về cấu tạo và quá trình vận hành của máy bơm pittong và máy nén khí pittong. Máy bơm pittong Máy nén pittong Cấu tạo
Có một hoặc nhiều pittong chuyển động
Có một hoặc nhiều pittong chuyển động
tịnh tiến trong các xylanh để thay đổi thể
tịnh tiến trong các xylanh để nén khí từ áp
tích công tác và tạo ra áp suất và lưu
suất thấp lên áp suất cao. lượng cho chất lỏng.
Máy nén khí pittong có thể là máy nén khí
Máy bơm pittong có thể là bơm pittong
pittong tác dụng đơn hoặc máy nén khí
hướng kính hoặc bơm pittong hướng trục. pittong tác dụng kép. Quá trình
Hoạt động theo quá trình hút và đẩy chất
Hoạt động theo quá trình nén và xả khí. vận hành lỏng.
Khi pittong chuyển động ra xa tâm
Khi pittong chuyển động ra xa tâm xylanh,
xylanh, thể tích công tác tăng, áp suất
thể tích công tác tăng, áp suất giảm, khí
giảm, chất lỏng được hút vào xylanh qua
được hút vào xylanh qua van hút. van hút.
Khi pittong chuyển động về tâm xylanh,
Khi pittong chuyển động về tâm xylanh, thể
thể tích công tác giảm, áp suất tăng, khí
tích công tác giảm, áp suất tăng, chất
lỏng được đẩy ra khỏi xylanh qua van
được nén và xả ra khỏi xylanh qua van xả. đẩy.
33. Nêu các phương pháp tách hệ khí không đồng nhất được sử dụng trong công nghiệp.
- Làm sạch khí bằng phương pháp lắng.
- Làm sạch khí bằng phương pháp ướt.
- Làm sạch khí bằng phương pháp lọc.
- Làm sạch khí bằng phương pháp siêu âm.
- Làm sạch khí bằng phương pháp điện trường.
34. Giải thích tại sao năng suất phòng lắng hỗn hợp khí bụi không phụ thuộc vào chiều cao của thiết bị
mà chỉ phụ thuộc vào diện tích đáy của phòng lắng và vận tốc lắng của hạt.
Năng suất phòng lắng hỗn hợp khí bụi là khả năng tách được một lượng bụi nhất định trong một đơn vị thời gian.
Năng suất phòng lắng không phụ thuộc vào chiều cao của thiết bị vì chiều cao chỉ ảnh hưởng đến thời
gian lắng của các hạt bụi, chứ không ảnh hưởng đến số lượng bụi tách được.
Năng suất phòng lắng chỉ phụ thuộc vào diện tích đáy của phòng lắng và vận tốc lắng của hạt.
Diện tích đáy càng lớn thì vận tốc dòng khí càng nhỏ, thời gian lắng càng tăng, hiệu quả lắng bụi càng cao.
Vận tốc lắng của hạt là tốc độ rơi tự do của hạt bụi trong trường hấp dẫn, phụ thuộc vào kích thước,
hình dạng, khối lượng riêng và độ nhớt của khí.
Các hạt bụi có vận tốc lắng cao sẽ dễ dàng tách ra khỏi dòng khí hơn các hạt bụi có vận tốc lắng thấp.
35. Nêu các phương pháp tách hệ lỏng không đồng nhất được sử dụng trong công nghiệp.
Phân riêng bằng phương pháp lắng.
Phân riêng bằng phương pháp lọc.
Phân riêng bằng phương pháp cô cạn.
Phân riêng bằng phương pháp chưng cất phân đoạn.
Phân riêng bằng phương pháp chiết.
Phân riêng bằng phương pháp đông đặc.
36. Giải thích tại sao năng suất phòng lắng huyền phù không phụ thuộc vào chiều cao của thiết bị mà
chỉ phụ thuộc vào diện tích đáy của phòng và vận tốc lắng của hạt.
Năng suất phòng lắng không phụ thuộc vào chiều cao của thiết bị vì chiều cao chỉ ảnh hưởng đến
thời gian lắng của các hạt bụi, chứ không ảnh hưởng đến số lượng bụi tách được.
Năng suất phòng lắng chỉ phụ thuộc vào diện tích đáy của phòng lắng và vận tốc lắng của hạt. Diện
tích đáy càng lớn thì vận tốc dòng khí càng nhỏ, thời gian lắng càng tăng, hiệu quả lắng bụi càng cao.
Vận tốc lắng của hạt là tốc độ rơi tự do của hạt bụi trong trường hấp dẫn, phụ thuộc vào kích thước,
hình dạng, khối lượng riêng và độ nhớt của khí. Các hạt bụi có vận tốc lắng cao sẽ dễ dàng tách ra
khỏi dòng khí hơn các hạt bụi có vận tốc lắng thấp.
37. Nêu các phương pháp tạo chênh lệch áp suất của quá trình lọc huyền phù.
• Phương pháp lọc thủy tĩnh: dựa trên sự khác biệt về trọng lực của cột chất lỏng trên và dưới
màng lọc. Phương pháp này đơn giản và ít tốn kém, nhưng hiệu quả lọc thấp và chậm.
• Phương pháp lọc hút chân không: dùng một bơm chân không để giảm áp suất bên dưới màng
lọc, tạo ra một lực hút chất lỏng qua màng lọc. Phương pháp này có hiệu quả lọc cao hơn và
nhanh hơn so với lọc thủy tĩnh, nhưng cần thiết bị phức tạp và tốn kém hơn.
• Phương pháp lọc nén: dùng một bơm hoặc một máy nén để tăng áp suất bên trên màng lọc, tạo
ra một lực đẩy chất lỏng qua màng lọc. Phương pháp này có hiệu quả lọc cao nhất và nhanh
nhất, nhưng cũng cần thiết bị phức tạp và tốn kém nhất.
38. Trình bày phương pháp rửa bã lắng Nguyên tắc rửa cặn:
- Cặn từ thiết bị lắng thứ nhất được đưa sang thiết bị lắng thứ hai.
- Cặn từ thiết bị lắng thứ hai chuyển sang thiết bị lắng thứ ba.
- Với loại rửa này người ta có thể tách ra được 79-80% lượng chất lỏng.