Giáo trình Bơm quạt máy nén

T.S LÊ XUÂN HOÀ – Th.S NGUYỄN THỊ BÍCH NGỌC 
GIÁO TRÌNH 
BƠM 
QUẠT 
MÁY NÉN 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH 
9/2004 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 3
LỜI NÓI ĐẦU 
 “Bơm, quạt, máy nén” là một trong những môn học chuyên ngành quan 
trọng của sinh viên ngành “Công nghệ Nhiệt – Điện lạnh”. Cuốn sách này được 
biên soạn nhằm đáp ứng yêu cầu của sinh viên Trường đại học Sư phạm kỹ 
thuật về sách tài liệu chuyên ngành. 
 Sách “Bơm, quạt, máy nén” gồm 8 chương có nội dung đề cập đến các lý 
thuyết cơ bản về các loại máy bơm chất lỏng và chất khí, các loại máy quạt và 
máy nén khí dùng trong công nghiệp và dân dụng, làm cơ sở cho sinh viên 
chuyên ngành “Công nghệ Nhiệt – Điện lạnh” hiểu rõ về các loại bơm, quạt, 
máy nén thông dụng dùng trong các nhà máy nhiệt điện và trong thực tế. 
 Sách sẽ phục vụ tốt cho việc giảng dạy, học tập và nghiên cứu trong các 
trường đại học kỹ thuật nói chung và Trường đại học Sư phạm kỹ thuật thành 
phố Hồ Chí Minh nói riêng. 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Copyri
ght © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. Ho
 Chi M
inh
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Mục lục 5
MỤC LỤC 
 Trang 
Lời nói đầu 3 
Mục lục 5 
Chương I : Mở đầu 9 
1.1- Vài nét về lịch sử phát triển bơm, quạt, máy nén 9 
1.2- Định nghĩa và phân loại 10 
1.3- Các thông số làm việc cơ bản 12 
Bài tập 15 
Chương II: Khái niệm chung về bơm 18 
2.1- Định nghĩa và phân loại 18 
2.2- Các thông số làm việc cơ bản 19 
Bài tập 26 
Chương III: Bơm cánh dẫn 31 
3.1- Khái niệm chung về bơm cánh dẫn 31 
3.2- Bơm ly tâm 37 
 3.2.1- Khái niệm chung 37 
 3.2.2- Phương trình làm việc của bơm ly tâm 38 
 3.2.3- Aûnh hưởng của kết cấu cánh đến cột áp của bơm ly tâm 40 
 3.2.4- Lưu lượng và hiệu suất lưu lượng 45 
 3.2.5- Đường đặc tính của bơm ly tâm 46 
 3.2.6- Ứng dụng đồng dạng trong bơm ly tâm 50 
 3.2.7- Số vòng quay đặc trưng 53 
 3.2.8- Hiện tượng xâm thực 54 
 3.2.9- Kiểm tra bơm 55 
 3.2.10- Điều chỉnh chế độ làm việc của bơm 56 
 3.2.11- Ghép bơm ly tâm 58 
 3.2.12- Lực dọc trục trong bơm ly tâm - Cách khắc phục lực dọc trục 60 
3.3- Bơm hướng trục 65 
3.3.1- Cấu tạo và phạm vi sử dụng 65 
3.3.2- Phương trình làm việc 66 
3.3.3- Hình dạng cánh 67 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Copyri
ght © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. Ho
 Chi M
inh
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Mục lục 6
3.3.4- Đường đặc tính 69 
3.3.5- Điều chỉnh chế độ làm việc 70 
Bài tập 70 
Chương IV: Bơm thể tích 86 
4.1- Khái niệm chung về bơm thể tích 86 
 4.1.1- Khái niệm chung 86 
 4.1.2- Các thông số làm việc cơ bản của bơm thể tích 87 
4.2- Bơm piston 89 
 4.2.1- Cấu tạo, nguyên lý làm việc 89 
 4.2.2- Phân loại 90 
 4.2.3- Cách tính lưu lượng của bơm piston 91 
 4.2.4- Chuyển động không ổn định của chất lỏng trong bơm. Phương trình 
Becnuli, cách khắc phục 95 
 4.2.5- Aùp suất của bơm trong quá trình hút 98 
 4.2.6- Aùp suất của bơm piston trong quá trình đẩy 101 
 4.2.7- Vòng quay giới hạn của bơm piston 103 
 4.2.8- Đường đặc tính 103 
4.3- Bơm roto 105 
4.3.1- Khái niệm chung 105 
4.3.2- Bơm bánh răng 106 
 4.3.3- Bơm trục vít 115 
 4.3.4- Bơm cánh gạt 118 
 4.3.5- Bơm chân không vòng nước 123 
4.4- Bơm piston-roto 125 
 4.4.1- Khái niệm chung, ưu nhược điểm, phân loại 125 
 4.4.2- Bơm piston-roto hướng kính 126 
 4.4.3- Bơm piston-roto hướng trục 133 
Bài tập 136 
Chương V: Quạt 147 
5.1- Khái niệm chung về quạt 147 
5.2- Quạt ly tâm 150 
5.2.1- Kết cấu và một số chi tiết chính 150 
5.2.2- Các thông số của quạt ly tâm 151 
 5.2.3- Đường đặc tính của quạt ly tâm 155 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Copyri
ght © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. Ho
 Chi M
inh
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Mục lục 7
 5.2.4- Điều chỉnh quạt 157 
 5.2.5- Lựa chọn quạt theo điều kiện cho trước 160 
 5.2.6- Phân loại quạt và một số chi tiết chính của quạt ly tâm 160 
 5.2.7- Aûnh hưởng của tạp chất khí đến sự làm việc của quạt 163 
5.3- Quạt trục 166 
 5.3.1- Những chú ý về quạt trục 166 
 5.3.2 - Các phương trình cơ bản của quạt trục 168 
 5.3.3- Những thông số của quạt trục 173 
 5.3.4- Quạt trục nhiều cấp 176 
 5.3.5- Điều kiện làm việc của quạt trục 177 
 5.3.6- Đặc tính của quạt trục 177 
 5.3.7- Điều chỉnh lưu lượng 178 
Chương VI: Khái niệm chung máy nén 180 
6.1- Khái niệm chung 180 
6.2- Nhiệt động học máy nén 183 
Chương VII: Máy nén cánh dẫn 195 
7.1- Máy nén cánh dẫn ly tâm 195 
 7.1.1- Nguyên lý làm việc của máy nén ly tâm 195 
 7.1.2- Phương trình làm việc của cấp máy nén 196 
 7.1.3- Tính toán lại đường đặc tính 198 
7.2- Máy nén trục 201 
 7.2.1- Cấu tạo chung của máy nén trục, cấu tạo cấp 201 
 7.2.2- Tính chất, những thông số đặc trưng 202 
Chương VIII: Máy nén thể tích 208 
8.1- Máy nén piston 208 
 8.1.1- Đồ thị công ( hay đồ thị chỉ thị) 208 
 8.1.2- Ảnh hưởng của khoảng không chết 209 
 8.1.3- Cách bố trí máy nén nhiều cấp 210 
8.2- Máy nén roto 213 
 8.2.1- Cấu tạo, nguyên lý làm việc 213 
 8.2.2- Các thông số cơ bản 214 
8.3- Điều chỉnh chế độ làm việc của máy nén 216 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Copyri
ght © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. Ho
 Chi M
inh
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Mục lục 8
 8.3.1- Yêu cầu 216 
 8.3.2- Điều chỉnh bằng cách thay đổi số vòng quay 216 
 8.3.3- Điều chỉnh bằng tiết lưu ở ống nạp 217 
 8.3.4- Điều chỉnh bằng cách mở van nạp 217 
 8.3.5- Thay đổi thể tích khoảng không chết 218 
 8.3.6- Một số phương pháp điều chỉnh khác 219 
Tài liệu tham khảo 220 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Copyri
ght © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. Ho
 Chi M
inh
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Chương I.Mở đầu 
9
CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 
1.1- VÀI NÉT VỀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN BƠM, QUẠT, MÁY NÉN 
 Bơm, quạt, máy nén thuộc loại các máy thuỷ lực và máy thuỷ khí. 
 Máy thuỷ lực thô sơ đã có từ thời cổ xưa. Guồng nước là máy thuỷ lực đầu tiên. 
Guồng nước lợi dụng năng lượng của nước để kéo các cối xay lương thực hoặc đưa nước vào 
đồng ruộng, đã được sử dụng khoảng 3000 năm trước công nguyên. 
 Các máy hút nước có sử dụng sức người và vật được sử dụng ở Ai Cập hàng mấy 
ngàn năm trước công nguyên. 
 Bơm piston được dùng ở thế kỷ thứ I trước công nguyên. Bơm piston có loại xích vô 
cùng được dùng rộng rãi ở Cai-rô để lấy nước ở độ sâu 91,5m vào thế kỷ thứ 5-6 trước công 
nguyên. 
 Nói chung trước thế kỷ thứ 17 máy thuỷ khí rất thô sơ và ít loại. 
 Bơm piston: 
 Năm 1640 nhà vật lý học người Đức là Ôttô Henrich đã sáng chế ra bơm piston đầu 
tiên để bơm khí và nước dùng trong công nghiệp. 
 Khoảng năm 1805 nhàbác học người Anh là Niu Kơmen đã phát minh ra bơm piston 
để lấy nước trong các nhà máy khai thác mỏ, dùng xilanh hơi ngưng tụ để tạo lực 
cần thiết trên trục máy nhờ áp suất khí quyển. 
 Năm 1840-1850 nhàbác học người Mỹ làVortington đã giả thiết cơ cấu của bơm hơi 
mà trong đó piston của bơm và động cơ hơi được phân bố trên một trục chung, sự 
chuyển động của piston được điều chỉnh nhờ một hệ thống phân bố hơi đặc biệt. 
 Máy cánh dẫn: 
 Trong những năm 1751-1754 nhà bác học Euler đã viết về lý thuyết cơ bản của tuabin 
nước nói riêng và của máy thuỷ khí cánh dẫn nói chung, làm cơ sở để hơn 80 năm sau, vào 
năm 1830 nhà bác học người Pháp là Phuôc-nây-rôn đã chế tạo thành công tuabin nước đầu 
tiên vàvào năm 1831 nhà bác học người Nga là Xablucôp đã sáng chế ra bơm ly tâm và quạt 
ly tâm đầu tiên. Đây chính là những bước nhảy lớn trong lịch sử phát triển các máy năng 
lượng. 
 Bơm nhiều cấp: 
 Nhà Bác học vĩ đại người Anh là Reynolds khi nghiên cứu cấu tạo của bơm nhiều cấp 
đã đưa vào những thiết bị định hướng cánh dẫn xuôi và ngược. Năm 1875 đã phát minh ra 
loại bơm tương tự như loại bơm nhiều cấp hiện đại ngày nay. 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Copyri
ght © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. Ho
 Chi M
inh
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Chương I.Mở đầu 
10
Máy nén: 
 Phát minh bơm không khí và dạng đơn giản của máy nén hiện đại với một chu kỳ 
nén gắn liền với tên tuổi của nhà vật lý vĩ đại người Đức là Gerike vào năm 1640. 
Sự hoàn thiện máy nén ở thế kỷ 18-19 đã thúc đẩy sự phát triển của công nghiệp 
quặng mỏ và luyện kim. 
 Vào cuối thế kỷ 18 ở Anh nhà bác học Vinkinsơn đã sáng chế ra máy nén piston 2 
xilanh, nhà bác học Uatt đã chế tạo thành công máy hút không khí có truyền động 
bằng hơi. 
 Máy nén nhiều cấp có làm lạnh trung gian xuất hiện ở Pháp vào khoảng những năm 
30 của thế kỷ 19. 
 Máy nén nhiều cấp có làm lạnh trung gian giữa các cấp nén xuất hiện ở Đức vào 
năm 1849 do nhà bác học Raten sáng chế ra. 
 Quạt: 
 Vào năm 1831 nhà bác học Nga Xablucôp sáng chế ra quạt ly tâm đầu tiên dùng để 
làm mát hầm mỏ và làm sạch máy. 
 Đặc biệt là 80 năm gần đây, lý thuyết về thuỷ khí động lực phát triển rất mạnh, có 
nhiều thành tựu to lớn trong việc ứng dụng các phát minh về lĩnh vực máy thuỷ khí. 
 Ngày nay máy thuỷ khí có rất nhiều loại với nhiều kiểu dáng khác nhau được dùng 
trong mọi lĩnh vực của đời sống cũng như trong công nghiệp và nông nghiệp. Để đáp ứng nhu 
cầu về năng lượng ngày càng to lớn của công nghiệp hiện đại, ngày nay người ta đã chế tạo 
được các tuabin cỡ lớn có công suất đến 500.000 kW hoặc lớn hơn. Số lượng bơm, quạt, máy 
nén cũng như tuabin các chủng loại khác nhau đã được sản xuất hàng năm lên đến hàng triệu 
chiếc. 
1.2- ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI 
 1.2.1- Định nghĩa 
 Bơm là máy để di chuyển dòng môi chất và tăng năng lượng của dòng môi chất. Khi 
bơm làm việc năng lượng mà bơm nhận được từ động cơ sẽ chuyển hoá thành thế năng, động 
năng và trong một chừng mực nhất định thành nhiệt năng của dòng môi chất. 
 Máy để bơm chất khí, tuỳ thuộc vào áp suất đạt được được gọi là quạt, máy hút khí và 
máy nén khí. 
 Quạt là máy để di chuyển chất khí với cơ số tăng áp  < 1,15 ( - tỷ số giữa áp suất 
cửa ra và áp suất cửa vào của máy) hay áp suất đạt được p < 1500 mmH2O. 
 Máy hút khí là máy làm việc với  > 1,15 hay áp suất đạt được p > 1500 mmH2O 
nhưng không có làm lạnh nhân tạo. 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Copyri
ght © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. Ho
 Chi M
inh
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Chương I.Mở đầu 
11
 Máy nén khí là máy làm việc với  > 1,15 hay áp suất đạt được p > 1500 mmH2O và 
có làm lạnh nhân tạo ở nơi xảy ra quá trình nén khí. 
 1.2.2- Phân loại 
a- Phân loại theo nguyên tắc tác dụng của máy với dòng môi chất trong quá trình làm 
việc
Hình 1.1 - Sơ đồ phân loại theo nguyên tắc tác dụng của máy với dòng môi chất. 
b- Phân loại theo tính chất trao đổi năng lượng và cấu tạo 
 Bơm có ba loại: 
1. Bơm cánh dẫn: gồm 
 Bơm ly tâm 
 Bơm hướng trục 
 Bơm hướng chéo 
 Bơm xoáy 
2. Bơm thể tích: gồm 
 Bơm piston 
 Bơm roto 
 Bơm piston-roto 
3. Bơm phun tia 
 Quạt chỉ có loại cánh dẫn gồm: 
1. Quạt ly tâm 
2. Quạt trục 
Máy nén có ba loại: 
1. Máy nén cánh dẫn: gồm 
Máy để chuyển chất lỏng và khí 
Máy nén 
khí 
Cho nước sạch 
và dung dịch 
Cho hỗn hợp đất, 
tro và nước 
Cho chất lỏng có 
độ nhớt cao 
Phun tia 
Thể tích 
Phun tia 
Thể tích 
Cánh dẫn 
Phun tia 
Cánh dẫn 
Thể tích 
Cánh dẫn Cánh dẫn 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Copyri
ght © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. Ho
 Chi M
inh
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Chương I.Mở đầu 
12
 Máy nén ly tâm 
 Máy nén trục 
2. Máy nén thể tích: gồm 
 Máy nén piston 
 Máy nén roto 
3. Máy nén phun tia 
1.3 - CÁC THÔNG SỐ LÀM VIỆC CƠ BẢN 
 1.3.1- Cột áp 
Hình 1.2 – Sơ đồ máy thuỷ khí trong hệ thống 
 Khả năng trao đổi năng lượng của máy thuỷ khí với dòng môi chất được thể hiện 
bằng mức chênh lệch năng lượng đơn vị của dòng môi chất ở 2 mặt trước và sau máy. 
 Năng lượng đơn vị tại mặt cắt A-A: 
g2
vp
ze
2
AAA
AA

Năng lượng đơn vị tại mặt cắt B-B: 
g2
vp
ze
2
BBB
BB

 Trong đó: z - độ cao hình học 
 p,v – áp suất và vận tốc của dòng chảy 
 - hệ số điều chỉnh động năng 
 Chênh lệch năng lượng đơn vị của dòng môi chất qua máy thuỷ khí giữa A và B là: 
zA 
A A 
B B 
y 
zB 
 PA,vA 
PB,vB 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Copyri
ght © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. Ho
 Chi M
inh
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Chương I.Mở đầu 
13
g2
vvpp
zze
2
AA
2
BBAB
ABBA

 Nếu 0 BAe - dòng môi chất được máy cấp cho năng lượng, vậy máy là bơm (chất 
lỏng hoặc khí). 
 Nếu 0 BAe - máy được dòng môi chất cấp cho năng lượng, vậy máy là động cơ 
thuỷ khí. 
Vậy cột áp của máy thuỷ khí là năng lượng đơn vị của dòng môi chất trao đổi với máy 
thuỷ khí. Cột áp của máy thuỷ khí là: 
g2
vvpp
zzH
2
AA
2
BBAB
AB

 (1.1) 
Thành phần thế năng đơn vị gọi là cột áp tĩnh, ký hiệu Ht : 

 ABABt
pp
zzH (1.2) 
Thành phần động năng đơn vị gọi là cột áp động, ký hiệu Hđ : 
g2
vv
H
2
AA
2
BB
đ
 (1.3) 
Vậy: đt HHH (1.4) 
1.3.2- Lưu lượng 
Định nghĩa: 
Lưu lượng là lượng môi chất chuyển động qua máy trong một đơn vị thời gian. Tuỳ 
thuộc đơn vị đo có lưu lượng thể tích, lưu lượng khối lượng, lưu lượng trọng lượng. 
 Tính bằng đơn vị thể tích, ký hiệu Q gọi là lưu lượng thể tích, có đơn vị đo là m3/s, 
m3/h, l/s. 
 Tính bằng đơn vị khối lượng, ký hiệu M gọi là lưu lượng khối lượng, có đơn vị đo là 
kg/s, kg/h. 
 QM 
 Tính bằng đơn vị trọng lượng ...  này áp suất trong cấp thứ 2 giảm đến p1’. Khi hành 
trình của piston tiếp tục sang trái ở cấp thứ 2 khí bị nén theo đường 1”-2” và được thải ra theo 
đường 2”-3” vào ống đẩy. Trong thời gian này ở cấp thứ nhất xảy ra quá 
Hình 8.4 – Sơ đồ và đồ thị công máy nén 2 cấp có piston vi sai tác dụng 1 hướng 
trình nén theo đa biến 1’-2’ đến áp suất p1’. Tại điểm 2’ van đẩy của cấp thứ nhất mở và khí bị 
đẩy từ cấp vào khoang kín của thiết bị lạnh. Quá trình diễn ra theo đường đa biến 2’-3’ và gây 
ra sự tăng áp suất từ p1’ đến p2’. Khi hành trình piston sang phải xảy ra quá trình dãn nở và hút ở 
cấp thứ 1. 
 Trong máy nén loại này các khoang của cấp 1 và2 luôn luôn được phân cách bằng 
những van đóng, nhưng vẫn có những quá trình, xảy ra đồng thời ở các khoang của một cấp nào 
đấy và của thiết bị lạnh. 
 Thiết bị lạnh: ngoài công dụng chính của nó là làm lạnh khí nén, nó còn đóng vai trò như 
một bình chứa tức là dung tích để nhận khí ra từ cấp thứ 1, sau đó sả khí vào cấp thứ 2. 
 Trong máy nén có piston loại vi sai tác dụng 1 phía này, quá trình nén và thải khí xảy ra 
ở cả 2 cấp đồng thời, do đó trong phần khung của máy nén sinh ra những lực lớn phân bố không 
đều, đòi hỏi sử dụng bánh đà có khối lượng lớn để cân bằng các lực này. Sơ đồ này thường 
dùng trong một tổ hợp với sơ đồ thuận dòng đối với loại máy nén có số cấp lớn hơn 2. 
c- Máy nén 3 cấp có piston vi sai 
Hình 8.5 – Sơ đồ máy nén 3 cấp có piston vi sai 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Copyri
ght © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. Ho
 Chi M
inh
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Chương VIII: Máy nén thể tích 213
 Các cấp của máy nén trên hình 8.5 được liên hợp sao cho cứ mỗi cặp cấp cạnh nhau tạo 
thành máy nén 2 cấp. Khi tạo được đẳng thức công của 2 cấp riêng rẽ là điều kiện của hiệu quả 
kinh tế, sơ đồ này cho ta sự phân bố không đều trên các phần của khung máy. Để giảm những 
lực này và phân bố chúng được đều hơn, người ta sử dụng sơ đồ máy nén 2 cấp có sự phân chia 
cấp thứ nhất. 
Hình 8.6 – Sơ đồ máy nén 3 cấp piston vi sai có sự phân chia cấp thứ nhất 
 d- Máy nén nhiều cấp có piston vi sai 
 Khi sử dụng nguyên lý tạo cấp với piston có đường kính thay đổi, có thể thiết kế máy 
nén với khối lượng lớn các cấp. 
Hình 8.7 – Sơ đồ máy nén nhiều cấp piston vi sai 
 8.2- MÁY NÉN ROTO 
 8.2.1- Cấu tạo, nguyên lý làm việc 
 Ta có sơ đồ máy nén tấm phẳng: 
Hình 8.8 – Sơ đồ cấu tạo máy nén tấm phẳng 
1.Roto; 2.Thân máy ; 
3.Các tấm phẳng được bố trí lệch tâm ; 4.Khoang kín được tạo bởi 2 tấm phẳng. 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Copyri
ght © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. Ho
 Chi M
inh
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Chương VIII: Máy nén thể tích 214
 Máy nén roto thuộc vào loại máy nén thể tích, theo nguyên lý làm việc nó giống bơm 
roto. Loại máy nén roto được sử dụng rộng rãt nhất là máy nén roto tấm phẳng. Trong thời gian 
gần đây người ta cũng có sử dụng máy nén trục vít. 
Khi roto 1 quay, các tấm phẳng tạo thành các khoang kín 4 và mang khí từ khoang hút 
sang khoang đẩy, đồng thời xảy ra quá trình nén khí. 
Sơ đồ này có sự cân bằng khối lượng các chất di chuyển rất tốt, nó cho phép roto quay 
với số vòng quay lớn và có thể nối máy một cách trực tiếp với động cơ điện. 
Trong quá trình làm việc của máy nén tấm phẳng, một khối lượng nhiệt lớn được tỏa ra 
do masat khí. Vì vậy khi hệ số tăng áp > 1,5 vỏ của máy được thiết kế có thiết bị làm lạnh bằng 
nước. 
Máy nén tấm phẳng có thể sử dụng để hút khí hoặc hơi từ thể tích có áp suất nhỏ hơn áp 
suất khí quyển. Trong trường hợp này, máy nén gọi là bơm chân không. Chân không được tạo 
thành bởi bơm chân không tấm phẳng đạt tới 95%. 
8.2.2- Các thông số cơ bản 
a- Lưu lượng 
Lưu lượng máy nén phụ thuộc vào kích thước hình học của nó và số vòng quay. 
Hình 8.9 – Kích thước hình học cơ bản của máy nén tấm phẳng 
Nếu giả sử các tấm phẳng hướng tâm, thì thể tích khí giữa 2 tấm sẽ là: 
v = f.b 
Trong đó: 
f- diện tích cực đại của mặt cắt dọc giữa 2 tấm phẳng; 
 b- chiều rộng của tấm phẳng. 
 Có thể giả sử gần đúng: 
  dere2e2
2
de2rrd
df 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Copyri
ght © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. Ho
 Chi M
inh
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Chương VIII: Máy nén thể tích 215
 Vì vậy: 

 
2
0
ere2dere4f (8.4) 
 Vì: r + e = R và 
Z
2 
  ; Z – số các tấm phẳng 
 Suy ra: 
Z
eR4
f
 (8.5) 
 Thể tích khí giữa các tấm phẳng: 
Z
eRb4
v
 (8.6) 
 Vậy lưu lượng thực của máy nén là: 
 QQ .n.b.R.e.4.n.Z.vQ   (8.7) 
 Q – hiệu suất lưu lượng, thường lấy 8,05,0Q   
 Hiệu suất lưu lượng phụ thuộc vào mất mát bên trong qua các khe hướng tâm và hướng 
trục, cũng như chiều dày cánh và số cánh dẫn. 
b -Lưu lượng máy nén trục vít 
 Q2211 .n.l.Z.SZ.SQ  (8.5) 
Trong đó: S1, S2 - diện tích các rãnh trục vít thứ nhất và thứ 2; 
 Z1, Z2 - số răng của các trục vít; 
 l - chiều dài của trục vít; 
 n - số vòng quay; 
 Q - hiệu suất lưu lượng. 
c- Công suất và hiệu suất 
 * Công suất của cấp máy nén roto có làm lạnh mạnh bằng nước được tính theo công 
đẳng nhiệt: 
 .
..1000
.n.b.Q.p
..1000
N
N
ckdn
11
ckdn
dn



 (8.6) 
Trong đó: p1 - áp suất đầu; 
 Q1 - lưu lượng ở điều kiện hút; 
 b - chiều rộng tấm phẳng. 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Copyri
ght © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. Ho
 Chi M
inh
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Chương VIII: Máy nén thể tích 216
 * Đối với máy nén được làm lạnh yếu bằng không khí 
ckde
de
..1000
N
N

 (8.7) 
 Công suất đẳng entrôpi tính theo công thức sau: 
1
p
p
Q.p
1k
k
N
k
1k
1
2
11de (8.8) 
Tích các hiệu suất của máy nén nằm trong khoảng: 
 6,05,0. ckdn   ; 7,06,0. ckde   
Đối với loại máy nén trục vít, những giá trị này lớn hơn một chút do ma sát cơ khí giữa 
các trục vít nhỏ hơn ( hầu như bằng không). 
8.3 – ĐIỀU CHỈNH CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MÁY NÉN 
8.3.1- Yêu cầu 
Lưu lượng khí từ hệ thống ống dẫn theo điều kiện tiêu thụ có thể thay đổi, vì vậy máy 
nén cần phải thay đổi lưu lượng thải để sao cho nó tương ứng với lưu lượng tiêu dùng của khí từ 
hệ thống ống. Cùng với điều này, trong mạng lưới cần phải đảm bảo áp suất yêu cầu tại nơi tiêu 
thụ. Điều chỉnh như vậy được gọi là điều chỉnh với áp suất không đổi. 
Nhiệm vụ điều chỉnh là tác động lên máy nén mà tác động này sẽ làm cân bằng lưu 
lượng thải của nó với lưu lượng tiêu thụ khí của nơi tiêu thụ. 
Xung đầu tiên để dẫn đến điều chỉnh thường là sự thay đổi áp suất ở mạng lưới, sinh ra 
do sự thay đổi lưu lượng tiêu thụ của khí. Ở trong các hệ thống điều chỉnh tốt, sự thay đổi áp suất 
rất nhỏ (khoảng 1% - 10% áp suất khí quyển). 
8.3.2- Điều chỉnh bằng cách thay đổi số vòng quay 
Từ công thức (8.3): 
 n.v...1a1n.vQ lvKT
n
1
1l
p 
  
ta thấy rằng lưu lượng của máy nén có thể được điều chỉnh bằng sự thay đổi số vòng quay trục 
của máy nén. Phương pháp này kinh tế trong khi sử dụng, nhưng đòi hỏi động cơ truyền dẫn có 
thiết bị thay đổi số vòng quay. Vì vậy thay đổi lưu lượng bằng cách thay đổi số vòng quay của 
động cơ điện không được sử dụng rộng rãi. 
 Phương pháp điều chỉnh này được sử dụng trong trường hợp truyền dẫn của máy nén từ 
động cơ hơi hoặc từ động cơ đốt trong, mà ở đó sự thay đổi số vòng quay được thực hiện khá dễ 
dàng. 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Copyri
ght © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. Ho
 Chi M
inh
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Chương VIII: Máy nén thể tích 217
 8.3.3- Điều chỉnh bằng tiết lưu ở ống nạp 
 Nếu ở tuyến hút của máy nén có đưa thêm các vật cản phụ thì máy nén sẽ giảm lưu 
lượng. 
 Giả sử dt 1-2-3-4 là đò thị chỉ thị của máy nén khi không có vật cản điều chỉnh ở ống hút 
(hình 8.10). Ta sẽ cho thêm vào tuyến hút một vật cản phụ, làm giảm áp suất hút từ p1 đến p1đc, 
lúc đó quá trình dãn nở là đường 3-4’ và đường hút (hay nạp) là đường 4’-1. 
Từ đồ thị ta thấy rằng, thể tích nạp sẽ giảm từ v1 xuống v1đc, còn thể tích thải từ v2 xuống 
v2đc. Tương ứng lưu lượng thải của máy nén thay đổi. 
Hình 8.10 - Điều chỉnh bằng tiết lưu ở ống nạp 
 Sơ đồ điều chỉnh tự động loại này biểu diễn trên hình 8.10: Nếu lưu lượng tiêu thụ từ bể 
1 của mạng lưới giảm thì với lưu lượng thải cho trước của máy nén 5, áp suất trong bể 1 sẽ tăng 
và khí sẽ được đưa theo ống 2 vào khoang của hệ thống cơ có piston 3, áp suất này sẽ tác động 
lên piston, piston nén lò so và làm đóng van tiết lưu 4; lưu lượng thải của máy nén sẽ giảm cho 
đến khi cân bằng với lưu lượng tiêu thụ từ bể. Phương pháp này đơn giản và tự động tác dụng, 
nên được sử dụng rộng rãi khi hệ số nén cao, nhưng hiệu quả về mặt năng lượng không lớn. 
 8.3.4- Điều chỉnh bằng cách mở van nạp 
 Nếu do sự giảm lưu lượng tiêu thụ từ mạng, áp suất ở 1 tăng lên, thì áp suất này khi được 
đưa theo ống xung 2 đến thiết bị cơ dạng piston 3 sẽ khắc phục được lực đẩy của lò so và piston 
4 chuyển động xuống. Cán của piston có trạc 5, các vòi của nó sẽ cản trở tấm phẳng của van 
nạp nằm tại đế. Lúc này quá trình nén sẽ không xảy ra bởi vì van nạp sẽ mở và khí từ xilanh sẽ 
bị thải vào đường ống nạp. Quá trình này sẽ xảy ra đến khi nào áp suất ở bể 1 còn chưa giảm và 
piston 4 sẽ không đẩy trạc 5 và không cản trở tấm phẳng nằm tại đế. Tóm lại giảm lưu lượng 
đạt được ở đây nhờ sự thải lưu lượng. 
 Trên hình 8.12 là đồ thị chỉ thị của trường hợp này. Phương pháp điều chỉnh này rất đơn 
giản, nhưng hiệu suất năng lượng nhỏ vì khi thải chỉ cần 15% công suất toàn phần. Pương pháp 
này được sử dụng cho loại máy nén có hệ số nén và lưu lượng bất kỳ. 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Copyri
ght © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. Ho
 Chi M
inh
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Chương VIII: Máy nén thể tích 218
Hình 8.11 - Điều chỉnh bằng cách mở van nạp 
Hình 8.12- Đồ thị công khi điều chỉnh bằng mở van nạp 
 Trong giai đoạn hiện nay, người ta sử dụng phương pháp mở khóa nạp ở từng hành trình 
của piston và có thể thay đổi được lưu lượng của máy nén từ giá trị định mức đến 0,1 giá trị định 
mức. 
8.3.5- Thay đổi thể tích khoảng không chết 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Copyri
ght © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. Ho
 Chi M
inh
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Chương VIII: Máy nén thể tích 219
Hình 8.13 – Đồ thị công khi thay đổi thể tích khoảng không chết 
 Từ công thức (8.3), ta thấy rằng với vlv, n,  không đổi có thể điều chỉnh lưu lượng bằng 
cách thay đổi thể tích khoảng không chết (hình 8.13) 
 Với thể tích khoảng không chết vch, thể tích nạp khí là v1. Nếu tăng thể tích chết đến 
vchđc > vch thì đường đa biến dãn nở, được xây dựng với vị trí mới của trục tọa độ O’, là đường 3-
4’ và thể tích nạp khí v1đc sẽ nhỏ hơn v1. 
 Đường đa biến nén 1-2’ sẽ tương ứng với thể tích khí thải v2đc < v2. 
 Trong trường hợp giới hạn, thể tích khoảng không chết có thể tăng đến mức đường đa 
biến dãn nở và nén sẽ trùng nhau và đồ thị chỉ thị là đường 1-3. Và lúc đó máy nén sẽ không 
nạp và không thải: cả hai van đều đóng và trong xilanh xảy ra quá trình dãn nở và nén một khối 
khí không đổi. 
 Ở phương pháp điều chỉnh này, kết cấu được chế tạo dưới dạng các khoang phụ có thể 
tích (dung tích) không đổi hoặc thay đổi, các khoang này được nối với khoảng không chết, có 
thể điều chỉnh bằng tay hoặc tự động. 
 Để thực hiện điều chỉnh lưu lượng một cách điều hòa, thể tích phụ của khoảng không 
chết phải được làm dưới dạng hốc hội tụ thể tích tạo bởi xilanh và piston. 
 Phương pháp này rất kinh tế và được sử dụng rộng rãi trong các máy nén có công suất 
lớn. 
 8.3.6- Một số phương pháp điều chỉnh khác: 
 Ngoài các phương pháp đã nêu trên còn dùng phương pháp: 
 Đóng tắt máy (khi công suất trên trục dưới 200kW); 
 Bằng cách đưa khí từ khoang nén vào khoang nạp; 
 Bằng cách xả không tải từ mạng lưới qua van tự động. 
Phương pháp đầu khá kinh tế, còn 2 phương pháp sau không kinh tế, nói chung rất ít 
dùng. 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Copyri
ght © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. Ho
 Chi M
inh
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 220
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. V.M. Cherkassky 
Pums, fans, compressors 
Nhà xuất bản Mir Publishers, Moscow - 1980. (Tiếng Anh) 
2. V.M. Cherkassky 
Bơm, quạt, máy nén 
Nhà xuất bản Năng lượng , Moscow – 1984. (Tiếng Nga) 
3. Nguyễn Phước Hoàng - Phạm Đức Nhuận - Nguyễn Thạc Tân 
Thuỷ lực và máy thuỷ lực, tập II 
Nhà xuất bản Đại học và trung học chuyên nghiệp, Hà Nội - 1979. 
4. Ngô Vi Châu – Nguyễn Phước Hoàng – Vũ Duy Quang – Đặng Huy Chi – Võ Sĩ Huỳnh 
– Lê Danh Liên 
Bài tập Thuỷ lực và máy thuỷ lực 
Nhà xuất bản Đại học và trung học chuyên nghiệp, Hà Nội - 1976. 
5. Nguyễn Văn May 
Bơm, quạt, máy nén 
Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội – 1997. 
6. Trần Sĩ Phiệt – Vũ Duy Quang 
Thuỷ khí động lực kỹ thuật 
Nhà xuất bản Đại học và trung học chuyên nghiệp, Hà Nội - 1979. 
7. Nguyễn Hữu Chí 
1000 bài toán thuỷ khí động lực 
Nhà xuất bản giáo dục, Hà Nội – 1998. 
8. Bộ môn thuỷ khí động lực 
Giáo trình thuỷ lực và máy bơm 
Trường đại học bách khoa Hà Nội 1968. 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Copyri
ght © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. Ho
 Chi M
inh
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -