Độ nhớt chất lỏng là gì ? Ảnh hưởng đến hiệu suất máy bơm như thế nào

Về cơ bản, độ nhớt được xem như là thước đo đơn vị tốc độ của dòng chảy chất lỏng bên trong máy bơm. Có ảnh hưởng rất lớn đến lưu lượng và hiệu suất vận hành của máy. Nếu độ nhớt càng cao, thì khả năng bám, dính lại của chất lỏng được bơm càng lớn, khiến cho mức lưu lượng không đạt được như mong muốn.

Tìm hiểu chung

Độ nhớt (viscosity) còn được gọi là độ dày của chất lỏng. Ví dụ như nước (độ nhớt thấp), mật ong (độ nhớt cao). Tuy nhiên, có rất nhiều dạng chất lỏng với tỉ trọng khác nhau nên các chỉ số về độ nhớt cũng rất đa dạng.

Trong hóa học, nhớt là kết quả của sự tương tác giữa các phần tử khác nhau trong chất lỏng. Hay còn gọi là sự ma sát của phân tử, nếu các phân tử bên trong dao động, cọ xát nhanh, làm cho lực hút giữa chúng tăng lên, lực đẩy ra giảm xuống thì lực ma sát phân tử sẽ lớn dẫn đến chất lỏng có độ nhớt cao.

Trong trường hợp ma sát xảy ra giữa các phân tử chất rắn. Thì độ nhớt sẽ là yếu tố quyết định mức năng lượng cần thiết để đưa dòng chất rắn đi bên trong thiết bị bơm.

ri-duong-la-chat-long-co-do-nhot-cao
Rỉ đường là chất lỏng có độ nhớt cao

Ảnh hưởng của độ nhớt đến việc lựa chọn sử dụng máy bơm

Một trong những vấn đề quan trọng nhất cần tìm hiểu trước khi lựa chọn một máy bơm chính là độ nhớt của loại chất lỏng cần được bơm.

Đây là điều sẽ gây ảnh hưởng rất nhiều đến cách thức vận hành và hiệu suất của máy bơm. Tuy nhiên, vấn đề thực sự phức tạp ở chỗ là độ nhớt của chất lỏng có thể thay đổi trong từng điều kiện và môi trường vận hành khác nhau.

Trên lý thuyết, nhớt là yếu tố đối nghịch với lưu lượng của máy bơm, làm cho dòng chảy bên trong máy bơm di chuyển chậm hoặc trì trệ, ùn ứ.

Nếu chất lỏng có độ nhớt, dính cao thì mức lưu lượng sẽ thấp và ngược lại chất lỏng có nhớt, dính thấp thì lưu lượng sẽ cao.

Thông thường, dòng bơm ly tâm chỉ phù hợp để sử dụng cho các chất lỏng có độ nhớt thấp vì máy bơm ly tâm khi vận hành có thể làm biến dạng chất lỏng. Vì vậy khi xử lý các chất có độ nhớt cao, ta phải điều chỉnh hiệu suất vận hành của máy bơm ly tâm để dự phòng khả năng biến dạng chất lỏng có thể xảy ra. Ta có thể giảm đi lưu lượng, giảm áp suất và cột áp hoặc tăng công suất của máy bơm.

Nhìn chung, để xử lý chất lỏng nhớt một cách hiệu quả thì lựa chọn dòng bơm thể tích chính là phương pháp tối ưu nhất. Máy bơm thể tích vận hành ở tốc độ thấp hơn và tạo ra biến dạng chất lỏng ít hơn bơm ly tâm. Ngoài ra, có nhiều dòng bơm thể tích như bơm bánh răng, bơm piston, bơm màng, bơm trục vít… có chức năng và công dụng phù hợp với từng loại chất lỏng có độ nhớt khác nhau tùy theo yêu cầu ứng dụng.

mat-ong-do-nhot
Mật ong có độ nhớt 2.200 cSt

Độ nhớt còn là một yếu tố quan trọng để người dùng xác định và lựa chọn các thiết bị đi kèm máy bơm như van, bộ lọc và đường ống…

Tham khảo thêm: Bơm ly tâm là gì? Ứng dụng của bơm ly tâm?

Phân loại

Chất lỏng được chia thành 2 loại: Chất lỏng Newton và chất lỏng phi Newton. Đối với chất lỏng phi Newton thì được chia thành 2 loại là: Thixotropic (chất lưu biến) và Dilatant (chất lỏng phình ra)

Chất lỏng Newton:

Là loại chất lỏng không thay đổi bất kể khi bị biến dạng hoặc bị khuấy trộn. Chất lỏng dạng này có liên kết tuyến tính giữa độ nhớt với ứng suất biến dạng, và chỉ bị thay đổi bởi ảnh hưởng nhiệt độ. Như nước và rượu là những ví dụ điển hình của chất lỏng Newton.

Chất lỏng phi Newton:

  • Chất lưu biến (Thixopotric) hoặc biến dạng mỏng: Chất lỏng có độ nhớt giảm đi khi bị khuấy trộn hoặc trộn lẫn với nhau được gọi là chất lưu biến. Ví dụ như sơn
  • Chất lỏng trương, phình (Dilatant) hoặc biến dạng đặc: Chất lỏng có độ nhớt tăng lên khi bị khuấy trộn hoặc trộn lẫn với nhau được gọi là chất trương, phình. Ví dụ như cát lún (hỗn hợp giữa cát, đất sét và nước).

Bảng đơn vị nhớt của các chất lỏng thường gặp

Loại chất lỏng Đơn vị độ nhớt Centipoise

(cp)

 

Đơn vị độ nhớt Centistokes (cSt) Đơn vị độ nhớt Saybolt
Second
Universal
(SSU)
Nước 1 1 31
Sữa 3 4 40
Dầu số 4 12.6 15.7 80
Kem 20 20.6 100
Dầu thực vật 40 43.2 200
Dầu SAE 10 88 110 500
Sốt tương cà 180 220 1000
Dầu SAE 30 352 440 2000
Hợp chất Glycerine 800 1100 5000
Mật ong 1.500 2.200 10.000
Keo 3.000 4.500 20.000
Sốt Mayonnaise 5.000 6.250 28.000
Rỉ đường loại B 8.640 10.800 50.000
Kem chua 15.000 19.000 86.000

Chỉ số được đo theo đơn vị SSU (Saybolt Second Universal), cSt (Centistokes) và cp (Centipoise). Cách tính và quy đổi các chỉ số này là như sau:

SSU = cSt x 4.55 (khi chỉ số cSt lơn hơn 50)

cSt = cPs/SG (theo trọng lượng riêng)

Phương pháp xác định và lựa chọn máy bơm phù hợp cho chất lỏng nhớt

Trước tiên, người dùng cần xác định được loại chất lỏng, vật liệu cần được bơm. Để có chỉ số chính xác nhất, nên sử dụng một thiết bị được gọi là máy đo độ nhớt (viscometer). Tuy nhiên, thiết bị này chỉ cho kết quả trong điều kiện độ nhớt không thay đổi theo một dòng lưu lượng duy nhất. Đối với loại chất lỏng có độ nhớt thay đổi tùy theo lưu lượng thì nên sử dụng loại máy đo đặc biệt hơn, gọi là máy đo lưu biến (rheometer).

xac-dinh-loai-chat-long-truoc-khi-bom
Xác định loại chất lỏng trước khi bơm là luôn cần thiết

Để đo chất lỏng bằng các máy trên, người dùng chỉ cần di chuyển máy qua chất lỏng hoặc để chất lỏng chảy qua máy. Lực cản được tạo ra bởi chuyển động của chất lỏng trên bề mặt sẽ là kết quả trả về chính xác nhất.

Độ nhớt rất quan trọng để người dùng xác định và lựa chọn kích cỡ đường ống, van và động cơ máy bơm. Bằng việc sử dụng biểu đồ tổn thất ma sát, hiển thị chi tiết các chỉ số ma sát bị mất cho từng mức lưu lượng và kích cỡ ống sẽ giúp ích cho người dùng rất nhiều trong việc lựa chọn các thành phần, thiết bị phù hợp với ứng dụng cần bơm. Kết hợp với chỉ số được đo đạc sẽ đưa ra các phân tích chính xác nhất cho quy trình xử lý và vận chuyển chất lỏng.

Hy vọng những chia sẻ trên giúp ích cho các bạn hiểu thêm về chất lỏng.

Nếu vẫn đang băn khoăn về việc xác định loại chất lỏng cần được bơm. Hãy liên hệ ngay với chúng tôi để có được giải pháp xử lý tối ưu nhất.

Thái Khương Pumps luôn sẵn sàng lắng nghe và hỗ trợ bạn.

 

 

Leave a Reply

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