Zalo QR
Zalo QR
6.3. Phương pháp xác định cột áp hút thực được yêu cầu (NPSHR)
NPSHR là một đặc tính của thông số hút của bơm rô to động lực được tính bằng tổng cột áp hút thực tuyệt đối trừ đi cột áp tương ứng với áp suất hơi nước tại cửa vào của bơm, yêu cầu ngăn ngừa tổn thất do sự cản trở của bọt khí xuất hiện khi xâm thực không quá 3% tổng cột áp. Điều này phụ thuộc vào điều kiện làm việc, kích thước của bơm và cửa hút, cũng như các tính chất vật lý của chất lỏng được bơm.
Có sự tác động kép của độ nhớt chất lỏng được bơm đến NPSHR. Khi độ nhớt tăng lên thì ma sát tăng lên, dẫn đến tăng NPSHR. Đồng thời, độ nhớt cao hơn sẽ làm giảm các bọt khí và hơi nước khuếch tán trong chất lỏng. Điều này làm giảm tốc độ hình thành của các bọt khí và cả ảnh hưởng nhiệt động lực học, làm NPSHR giảm một chút.
Ảnh hưởng của độ nhớt đến NPSHR về thực chất là một hàm của số Reynolds. Tuy nhiên, ảnh hưởng này không thể được biểu diễn bằng mối quan hệ đơn giản cho tất cả các thiết kế và các loại bơm khác nhau. Quy tắc chung là, bơm có kích thước càng lớn và cửa vào bánh công tác bơm nhẵn hơn và cong hơn, sẽ ít nhạy (ảnh hưởng) với sự thay đổi độ nhớt chất lỏng được bơm.
Không khí hòa tan trong chất lỏng và khí xâm nhập vào theo chất lỏng được bơm ở dạng các bọt nhỏ phân tán ảnh hưởng đến NPSHR khác với bọt khí lớn. Nếu như tốc độ dòng chảy tại đầu vào bơm đủ lớn, thì một số lượng nhỏ bọt khí xâm nhập sẽ không phân tách và về bản chất sẽ không có hoặc có rất ít ảnh hưởng đến NPSHR. Sự có mặt của những khối khí lớn tích lũy lại có ảnh hưởng lớn đến đặc tính hút của bơm. Nó làm cho đường đặc tính tổng cột áp-NPSHR thay đổi hình dáng từ dạng “gấp khúc” một cách rõ ràng sang dốc dần xuống đối với cột áp. Điều này làm tăng điểm có 3 % tổn thất cột áp hoặc nói cách khác, dịch chuyển NPSHR đến một giá trị cao hơn.
Khi bơm chất lỏng nhớt với tốc độ bơm thấp hơn, NPSHR quan sát được cao hơn so với tính toán theo các nguyên tắc đã biết.
Tổng quát, sự hình thành của thoát khí và bay hơi phụ thuộc chủ yếu vào thời gian ở trạng thái áp suất thấp. Nói chung, thử nghiệm xâm thực tại lưu lượng và tốc độ không đổi với các điều kiện hút khác nhau không thể được áp dụng cho chất lỏng nhớt, nếu thay đổi của áp suất hút bằng cách giảm áp suất ở toàn bộ hệ thống thử nghiệm. Bởi vì có những đặc điểm không giống như nước, chất lỏng ở trong bể không loại được không khí ra một cách nhanh chóng, mà không khí sẽ dần dần thoát ra khỏi chất lỏng ở ống hút và sẽ hình thành bọt khí ở đầu vào bánh công tác.
Phương pháp tổng quát sau đây được đưa ra cho mục đích ước tính, nhưng người sử dụng được khuyến cáo rằng phương pháp này dựa trên phép phân tích chứ không phải dựa trên số liệu thử nghiệm NPSHR thực. Khi bơm chất lỏng có độ nhớt cao, phạm vi của NPSHA phải rộng hơn NPSHR và nhà sản xuất bơm phải có khuyến cáo về việc này,
Phương pháp tổng quát này không nên áp dụng cho các chất lỏng thuộc họ hydrocacbon khi chưa cân nhắc các ảnh hưởng của nhiệt độ lên các tính chất của chất lỏng. Xem ANS/Hl 1.3.4.16.3[24].
Những công thức sau được sử dụng cho xây dựng hệ số hiệu chỉnh để điều chỉnh thông số NPSHR khi bơm nước, dựa trên tiêu chí tổn thất cột áp 3 % tiêu chuẩn, tương ứng với thông số NPSHRvis của chất lỏng nhớt.
Cho đơn vị tính QBEP-W là m3/h. NPSHRvix là m, N là r/min, sử dụng công thức (15):
Cho đơn vị tính QBEP-w là gpm. NPSHRvix là ft, N là r/min, sử dụng công thức (16):
Giá trị của biến số hình học đầu vào cửa hút (A) được lựa chọn như sau:
Đối với các bơm cửa hút ở đầu nút: A = 0,1
Đối với bơm có cửa hút ở bên cạnh (đường dẫn vào cong một góc khoảng 90° từ cửa vào đến bánh công tác): A = 0,5.
Giá trị NPSHRvis được điều chỉnh bởi hệ số hiệu chỉnh NPSHR, CNPSH.
NPSHRvis = CNPSH x NPSHR
Lưu lượng không được hiệu chỉnh trong phương pháp hiệu chỉnh NPSHR. Đối với lưu lượng tương ứng với các giá trị đã hiệu chỉnh của NPSHRvis, thì sử dụng giá trị không hiệu chỉnh của Qw.
Một ví dụ của phương pháp hiệu chỉnh NPSHR này được minh họa trên Hình 4 và Hình 5.
VÍ DỤ (Đơn vị Mét): Xem Hình 4 và Bảng 1. Giả sử rằng bơm mẫu có cửa hút kết cấu hướng kính với A = 0,5. Các giá trị QBEP-w là 110 m3/h, NPSHRBWP-w là 4,15 m, tốc độ N = 2 950 r/min và hệ số B = 12,0 tạo ra hệ số hiệu chỉnh cột áp CH là 0,81. Xác định hệ số hiệu chỉnh NPSHR theo công thức (4):
CHÚ DẪN
X lưu lượng m3/h tại N = 2 950 r/min
Y NPSH - mét
1 Nước
2 Chất lỏng nhớt với s = 0,90 và B = 12,0
Hình 4 - Ví dụ đồ thị quan hệ giữa NPSHR theo lưu lượng, đơn vị Mét
Bảng 1 - Một số ví dụ tính toán (Đơn vị Mét)
|
Hệ số B |
12,0 |
|||
|
Trọng lượng riêng của chất lỏng nhớt (s) |
0,90 |
|||
|
Số vòng quay trục bơm (N) r/min |
2 950 |
|||
|
Tỷ số lưu lượng cho hiệu suất lớn nhất khi bơm nước Qw/QBEP-w |
0,60 |
0,80 |
1,00 |
1,20 |
|
Lưu lượng nước (Qw) m3/h |
66 |
88 |
110 |
132 |
|
Cột áp hút thực được yêu cầu của nước (NPSHRw) - m |
2,55 |
3,10 |
4,15 |
6,25 |
|
Hệ số hiệu chỉnh cột áp có hiệu suất lưu lượng lớn nhất (CH) |
0,81 |
|||
|
Hệ số hiệu chỉnh cho NPSHR (CNPSH) |
1,14 |
|||
|
Hiệu chỉnh cột áp hút thực được yêu cầu của chất lỏng nhớt (NPSHRvis) - m |
2,91 |
3,53 |
4,73 |
7,13 |
VÍ DỤ (Đơn vị USCS): Xem Hình 5 và Bảng 2. Giả sử rằng bơm mẫu có cửa hút kết cấu hướng kính với A = 0,5. Các giá trị QBEP-W là 335 gpm, NPSHRBEP-W là 13,6 ft, tốc độ N = 3 550 r/min và hệ số B = 12,0 tạo ra hệ số hiệu chỉnh cột áp CH là 0,81. Xác định hệ số hiệu chỉnh NPSHR theo công thức (5):
CHÚ DẪN:
X Lưu lượng gpm tại N = 3 550 r/min
Y NPSH - ft
1 Nước
2 Chất lỏng nhớt với s = 0,90 và B = 12,0
Hình 5 - Ví dụ đồ thị quan hệ giữa NPSHR theo lưu lượng, Đơn vị USCS
Bảng 2 - Một số ví dụ tính toán (Đơn vị USCS)
|
Hệ số B |
12,0 |
|||
|
Trọng lượng riêng của chất lỏng nhớt (s) |
0,90 |
|||
|
Số vòng quay trục bơm (N) r/min |
3 550 |
|||
|
Tỷ số lưu lượng cho hiệu suất lớn nhất khi bơm nước Qw/QBEP-w |
0,60 |
0,80 |
1,00 |
1,20 |
|
Lưu lượng nước (Qw) gpm |
201 |
268 |
335 |
402 |
|
Cột áp hút thực yêu cầu của nước (NPSHRw) - ft |
8,37 |
10,2 |
13,6 |
20,5 |
|
Hệ số hiệu chỉnh cột áp có hiệu suất lưu lượng lớn nhất (CH) |
0,81 |
|||
|
Hệ số hiệu chỉnh cho NPSHR (CNPSH) |
1,14 |
|||
|
Hiệu chỉnh cột áp hút thực yêu cầu của chất lỏng nhớt (NPSHRvis) - ft |
9,54 |
11,6 |
15,5 |
23,4 |
Xem lại: Bơm ly tâm vận chuyển chất lỏng nhớt - Hiệu chỉnh tính năng - Phần 2
Xem tiếp: Bơm ly tâm vận chuyển chất lỏng nhớt - Hiệu chỉnh tính năng - Phần 4
