Đường đặc tính của bơm là gì? Biểu đồ đặc tuyến của máy bơm công nghiệp

Đường đặc tuyến hay còn gọi là đường đặc tính của máy bơm công nghiệp là một biểu đồ hiệu suất vận hành đặc biệt. Các thiết bị máy bơm công nghiệp hầu hết đều có đường đặc tuyến. Nó thể hiện sự biến đổi cột áp và các thông số,lưu lượng vận hành của máy bơm ở nhiều điều kiện vận hành khác nhau. Thông thường mỗi biểu đồ đặc tuyến (đường đặc tính) sẽ thể hiện trạng thái vận hành ở một điều kiện nhất định.

Biểu đồ đường đặc tuyến máy bơm công nghiệp
Biểu đồ đường đặc tuyến máy bơm công nghiệp

Các biểu đồ đường đặc tuyến (đường đặc tính) thường được cung cấp bởi nhà sản xuất. Mục đích là để thông tin cho khách hàng biết máy bơm thực sự hoạt động theo đúng các số liệu, thông số và tiêu chuẩn mà nhà sản xuất đã đưa ra.

Đường đặc tính của bơm là gì

Để giải thích đường đặc tuyến của bơm thì chúng ta cùng xem qua hình ảnh minh hoạ bên trên. Đây thực chất là một biểu đồ, thể hiện được các tính chất về lưu lượng, cột áp, áp suất, hiệu suất…so với tốc độ quay của bơm. Ngoài ra, đường đặc tính của bơm cũng chỉ ra phạm vi làm việc cho phép của bơm.

Đường đặc tuyến của bơm được vẽ lại dựa trên những hoạt động thực nghiệm của bơm trong phòng thí nghiệm. Đây là một thông tin quan trọng trong việc chọn mua hay vận hành bơm.

Chiều cao cột áp của bơm là gì

Chiều cao cột áp của máy bơm, chúng ta có thể hiểu nôm na đó là độ cao mà máy bơm có thể hút nước lên. Đây là một chỉ số quan trọng trong việc chọn lựa vị trí đặt máy bơm trên hệ thống.

Thông thường, khi chọn lựa bơm, chúng ta sẽ chọn thông số này để phù hợp với bản vẽ của hệ thống.

Thông số NPSH của bơm

Thông số NPSH của bơm được hiểu là cột áp đầu hút của máy bơm. Chúng có ý nghĩa rất quan trọng trong việc chọn lựa một máy bơm. Từ bơm hoả tiễn cho đến bơm ly tâm…

Bơm công nghiệp
Bơm công nghiệp
NPSH liên quan như thế nào đến vận hành máy bơm?
Máy bơm hoạt động bằng cách tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa đầu vào và đầu ra — áp suất cao ở đầu vào làm cho chất lỏng chảy về phía áp suất thấp ở đầu ra. Khi chất lỏng chảy qua máy bơm, nó chịu áp suất giảm dần đều dọc theo đường dẫn dòng chảy.
Nếu áp suất ở đầu vào thấp hơn áp suất hơi của chất lỏng, các bong bóng sẽ hình thành ở đầu vào.
 
Các bong bóng này xẹp xuống nhanh chóng bên trong máy bơm khi chúng di chuyển về phía đầu ra. Sự xâm thực này khiến máy bơm hoạt động ồn ào, tạo ra âm thanh giống như tiếng sỏi trong máy trộn bê tông. Các bọt trong chất lỏng cũng làm giảm công suất của máy bơm. Quan trọng nhất, sự xâm thực sẽ làm xói mòn dần bề mặt cánh bơm, buồng bơm và gây hư hỏng vĩnh viễn cho máy bơm.

Cách tính chiều cao cột áp 

Tính toán NPSH là điều cần thiết để ngăn chặn sự xâm thực, nâng cao hiệu suất và đảm bảo hiệu suất máy bơm tối ưu. Khi chọn máy bơm phù hợp nhất cho một ứng dụng cụ thể, điều quan trọng là đảm bảo rằng NPSHa lớn hơn NPSHr để tránh xâm thực. Nói cách khác, hệ thống phải có sẵn một lượng áp suất phía đầu hút lớn hơn mức yêu cầu của máy bơm.
 
NPSHa được tính bằng công thức sau:
 
NPSHa = Ha ± Hz – Hf + Hv – Hvp
 
– Ha: Áp suất tuyệt đối, thường là áp suất khí quyển, được tác dụng lên bề mặt chất lỏng
– Hz: Khoảng cách giữa bề mặt chất lỏng trong bể và đường tâm máy bơm
– Hf: Tổn thất do ma sát trong đường ống hút
– Hv: Vận tốc đầu ở cổng hút bơm
– Hvp: Áp suất hơi tuyệt đối của chất lỏng ở nhiệt độ bơm

Giải thích đường đặc tính của bơm công nghiệp

Khi một lượng lớn chất lỏng được đẩy vào máy bơm. Bơm sẽ tạo ra ít chênh lệch về cột áp (differential head). Mặc dù bơm có thể bị hạn chế về kết cấu và công suất. Ta có thể quan sát từ biểu đồ. Đối với bất kì cánh bơm nào:

Máy bơm đều tạo ra áp suất chênh lệch tối đa hoặc chênh lệch cột áp tại gần điểm ngắt (shut-off point). Đó là điểm có ít chất lỏng được đẩy qua bơm.

Biểu đồ thể hiện điểm ngắt của máy bơm
Biểu đồ thể hiện điểm ngắt của máy bơm
 

Ta tiếp tục theo dõi biểu đồ dưới đây. Có thể thấy, với cùng một đường kính cánh bơm, một khi lưu lượng (flow rate) bắt đầu tăng lên, thì độ chênh lệch cột áp bắt đầu giảm dần.

Biểu đồ thể hiện chỉ số lưu lượng tăng của máy bơm
Biểu đồ thể hiện chỉ số lưu lượng tăng của máy bơm

Kể cả khi độ chênh lệch cột áp giảm. Thì kết quả đầu ra về mức lưu lượng nhân với độ chênh lệch cột áp của máy bơm vẫn tăng. Vì các chỉ số lưu lượng dòng chảy đã được tăng lên. Như kết quả trên đưa ra, ta thấy một điểm hiệu quả tối ưu để máy bơm có thể hoạt động với hiệu suất cao nhất ở cả đầu ra và đầu vào. Gọi là điểm làm việc, được hiển thị rõ ràng trên biểu đồ của tất cả máy bơm.

Biểu đồ thể hiện điểm làm việc của máy bơm
Biểu đồ thể hiện điểm làm việc của máy bơm

Chọn bơm theo thông số NSPH

Như đã đề cập, yếu tố quan trọng nhất cần xem xét khi lựa chọn máy bơm là NPSH. Biên độ sai số giữa NPSHa tính toán và NPSHr do nhà sản xuất cung cấp phải là 10% trở lên để đảm bảo tránh được sự xâm thực. Các yếu tố khác cần xem xét khi chọn máy bơm bao gồm:
 
Nhiệt độ: Nhiệt độ chất lỏng càng cao, áp suất hơi của nó càng lớn. Điều này có ảnh hưởng đáng kể đến NPSH, làm cho NPSHa giảm xuống. Điều quan trọng là phải xem xét điều này, đặc biệt nếu máy bơm đang được sử dụng trong các ứng dụng nhiệt độ cao.
Tốc độ hút riêng (Nss): Giá trị duy nhất này được tính toán từ ba yếu tố: lượng cột được tạo ra bởi một máy bơm, tốc độ hoạt động của máy bơm và lượng NPSH cần thiết cho hoạt động của máy bơm. Giá trị Nss cao có thể chỉ ra rằng máy bơm dễ bị xâm thực.
Khoảng cách giữa bơm và nguồn hút: Do ảnh hưởng đến NPSHa, nên xem xét khoảng cách giữa máy bơm và nguồn hút.
Thiết kế máy bơm: Thiết kế máy bơm, tuổi và tốc độ quay của các cánh bơm sẽ ảnh hưởng đến NPSH cần thiết để máy bơm hoạt động bình thường.

Ý nghĩa đường đặc tuyến của bơm

Biểu đồ đường đặc tuyến (đường đặc tính) cực kỳ quan trọng và hữu ích trong việc chọn lựa, kiểm tra, vận hành và bảo trì máy bơm.

  1. Khi chọn máy bơm cho một ứng dụng hay quy trình cụ thể. Việc xem qua các biểu đồ đường đặc tuyến là rất cần thiết. Vì biểu đồ không những cho ta thấy các đặc tính hiệu suất mà còn đưa ra các khoản chỉ số lưu lượng khi máy vận hành, yêu cầu về chỉ số NPSH. Từ đây, các kĩ sư có thể đưa ra quyết định chọn bơm phù hợp với từng yêu cầu ứng dụng khác nhau.
  2. Khi một máy bơm được chọn mua. Các đường đặc tuyến được dùng để kiểm tra hiệu suất của bơm. Để đảm bảo đúng như những tiêu chuẩn và thông số mà nhà sản xuất bơm đã đưa ra.
  3. Trong suốt quá trình vận hành tại các nhà máy. Các điều kiện và yêu cầu của quy trình ứng dụng có thể thay đổi đáng kể. Cũng như các chỉ số lưu lượng hay chỉ số cột áp cũng thay đổi theo. Vì vậy ta phải kiểm tra đường đặc tuyến để xem tình hình máy bơm hiện tại có thể đáp ứng được điều kiện vận hành thay đổi hay không.

Hy vọng những kiến thức trên đây sẽ giúp ích cho các bạn trong việc xem và tìm hiểu về đường đặc tuyến/đặc tính kỹ thuật của các loại máy bơm.

Thái Khương Pump.
 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *