Tính toán máy bơm nước

Thuyết Minh: - Chọn bơm nước bình thường trong công nghiệp thì 4 yếu tố chính là lưu lượng, cột áp, độ nhớt khi bài toán cần sự tính toán chi tiết và kích thước đường ống.. - Trong đó

Tính Toán Máy Bơm Nước - Ống Nước

I Thuyết Minh:

- Chọn bơm nước bình thường trong công nghiệp thì 4 yếu tố chính là lưu lượng, cột áp, độ nhớt (khi bài toán cần

sự tính toán chi tiết) và kích thước đường ống

- Trong đó cột áp là phần phức tạp nhất, ta chọn một tuyết đường ống dài nhất từ nơi đặt bồn nước bơm đến vị trí cần bơm, khi đó tổn thất cột áp trên đoạn này là cao nhất Trong tuyến đường chính đó có nhiều kích thước đường ống khác nhau thì ta tính tổn thất trên từng đoạn Sau đó cộng tổng cộng các cột áp lại ra cột áp tổng toàn bộ tuyến ống

- Tuy nhiên có nhiều cách để tính toán bơm nước trong dân dụng theo kinh nghiệm, hay khi dự thầu hay công trình lớn cần quá trình tính toán chi tiết hơn để chọn bơm chính xác hơn

- Do năng lực có hạn, nên mình viết một số cách tính toán mà mình biết

II Cách tính toán máy bơm thường dùng: (để tìm thông số lưu lượng, cột áp, đường ống).

1 Tính toán theo kinh nghiệm: (nước thường 25~ 30oC, không tính độ nhớt)

- Về lưu lượng: đơn vị m3/h hoặc lít/phút (L/min) Chọn theo lưu lượng mình cần

+ Muốn bơm đầy 2 bồn, mỗi bồn 4 mét khối trong 3 giờ =>8 khối/3giờ =>2,7 khối/giờ + Trên máy có sẳn lưu lượng cần bơm qua, rồi lấy tổng lưu lượng các máy ra lưu lượng chính

- Về cột áp: từ điểm thắp nhất đến điểm cao nhất (theo mét độ cao) + tổn thất áp trên co cút tê, ma sát thành ống

(do ống sần xùi hoặc ống kích cở nhỏ) + tổn thất áp khi chạy qua tải Nếu có nhiều đầu nước ra, thì ta chọn tuyến đường ống dài nhất tính từ vị trí bơm để đạt được tổn thất áp suất cao nhất

+ Điểm thắp nhất đến điểm cao nhất và đã trừ ra cột áp hồi (tức là nước tự tuần hoàn trở lại bơm)

+ Lấy theo kinh nghiệp một co vuông bằng 3% cột áp tổng, tê thì lấy 2 % cột áp tổng Lấy 5 mét theo chiều ngang bằng 1 mét theo chiều cao

+ Tổn thất áp khi chạy qua tải nếu tải đã có sẳn thông số tổn thất áp lực + Sau khi có được cột áp mình nhân thêm hệ số an toàn 1,4 lần cột áp tổng Rồi báo kết quả cho bên bán bơm nước biết (về nhu cầu sử dụng, lưu lượng, cột áp) để nhà sản xuất tra đồ thị và chọn bơm báo giá cho bạn

- Về Kích thước Đường ống: (chỉ cần có thông số lưu lượng) Dựa vào công thức:

Ở mục 6.5 Trang 14 Trong tiêu chuẩn Lấy nước dùng cho mọi nhu cầu sinh hoạt vận tốc V = 1,2 m/s và chữa cháy

là 2,5 m/s

VD: Giả sử Q = 28,8 l/s, dùng cho chữa cháy V = 2,5 m/s.

2 Tính toán theo công thức bên cứu hỏa: (nước thường 25~ 30oC, không tính độ nhớt)

- Về lưu lượng: như trên.v.v.

- Về Kích thước Đường ống: như trên.v.v.

+ H1: là tổng của cột áp cao nhất ( tức là áp lực nước theo độ cao từ vị trí đặt bơm đến nơi xa nhất của hệ thống

+ H3: tổn thất áp tại co cút tê trên đường ống (tổn thất cục bộ) và ma sát đường ống

l/s

Hb = 10%*Ha là tổn thất qua tê, co trên toàn hệ thống

Với A là sức cản ma sát từ ống (mỗi ống lại có sức cản khác nhau) A lấy theo tiêu chuẩn việt nam 4513-1988

=> như ví dụ trên đường kính ống là DN150 => A = 0,00003395

(30 Kw điện), đường ống DN150

3 Tính toán theo công thức chi tiết:

- Về lưu lượng: như trên.v.v.

- Về Kích thước Đường ống: như trên.v.v.

- Về cột áp: Cột áp H = H1 + H2 +H3 Với H3 = ΔPma sát + ΔPcục bộ

Trong đó:

ΔPms : Tổn thất ma sát đường ống, Pa

ΔPcb: Tổn thất áp suất cục bộ, Pa

Độ Nhớt của nước theo bảng sau: ví dụ ở 7oC thì độ nhớt là 1,306 x 10 -6 m2/s.

+ Tức là Bài toán tính H3 thứ tự như sau:

chính là vận tốc nước (2,5 m/s hoặc 2 m/s) Và d là đường kính của ống đã tính ra khi có lưu lượng

kháng cục bộ bằng tổng các trở kháng các co, tê, cúc và các van nước

+ Ví dụ bài toán như sau: đường ống dài 60 mét, Lưu lượng nước 28,8 l/s, đường ống DN150, nước thường 30

=> độ nhớt 0,8 x 10 -6 m2/s

=> Re = 2,5 x 0,15/0,8 x 10 -6 =47 x 104 >104 => dòng chảy rối.

=> λ = 1/(1,82 log 47 x 104 - 1,64)2 = 0,01

H3 = 1,27 + 1,78 = 3,05 mét nước cao (> 2 mét nước cao ở trên vì chưa xét đến tổn thất co, van)

4 Tính toán Bằng phần mềm:

+ Mình sử dụng phần mềm pipe flow wizard V1.12 Download Tại Đây

chưa tìm được trở kháng cục bộ trên catalogue

Phần mềm có 4 phần, tuy nhiên ta chỉ tập trung vào phần đầu tiên là tính áp suất (find Pressure) Giao diện mà hình như sau:

Các bước thứ tự như sau:

b Internal roughness: đại diện cho sức cản hay độ sần sùi mặt ống, ta không điền vào Ta chỉ điền click chọn

vào Pipe material để chọn loại vật liệu ống (ống nhựa regid PVC, ống thép steel, ống inox stainless.v.v.) Mỗi loại ống có độ nhám khác nhau

c internal diameter: chọn đường kính trong của ống (ống DN 15 (phi 21), DN 20 (phi 27), DN 25 (phi 34), DN

32 (phi 42), DN 40 (phi 49), DN 50 (phi 60), DN 65 (phi 76), DN 80 (phi 90), DN 100 (phi 114), DN 125 (phi 146), DN 150.v.v Ta tự chọn và nhập vào kích thước ống DN XX

d Length (mét): chiều dài tổng đường ống (ống ngang + ống cao) Ví dụ trên là 40 + 20 =60 mét ống.

e Elevation change:(H1+H2) độ cao cột áp nước từ điểm thấp nhất đến điểm cao nhất và cột áp mong muốn tại

đầu phun nước ra ngoài

Ví dụ trên là 40 mét cao + đầu ra ống thêm 5 mét phun cao =45 mét 2 lựa chọn: Rise là cộng thêm vào (bơm từ thấp lên cao) và Fall là trừ ra (Bơm từ cao xuống thấp).

g none: chọn số lượng co cút tê van trên đường ống, để máy tính trở kháng cục bộ từng thiết bị Thường thì

không có van lọc (value filter) Vì van lọc gây tổn thất áp suất lớn nhất trên hệ thống, nên ta phải bắt buột tra trêm

để cộng riêng cột áp vào bài toán khi đã kết thúc

h Water @ 20 o C (68 o F): click phải vào nó, chọn nhiệt độ nước thường 30oC (86oF) Máy tự tra cứu và đưa ra

i Click vào Calculate Pressure Drop: Ra cột áp tổng (đã cộng áp suất tổn thất) ở ô Pressure Drop Đơn vị là

mhd hoặc bar

III Chọn Công suất điện cho bơm nước: (khi đã có cột áp và lưu lượng).

1 Tính công suất bơm theo công thức thường: Không chính xác bằng tra đồ thị bơm có sẳn của hảng sản xuất,

vì hiệu suất sử dụng là lấy tùy ý

Công suất điện Pbơm(walt điện) = Áp lực (Pa) x 10-3 x Lưu Lượng(lít/giây)/hiệu suất sử dụng (n=0,65 ~ 0,9)

Đổi từ cột áp mét nước ra áp lực Pa rồi thay vào công thức

VD: Muốn bơm bồn 2 khối, bồn đặt trên nóc tòa nhà 3 tầng cao 14 mét so với vị trí cấp nước từ mạng nước sinh hoạt, đường ống đi theo chiều ngang tổng là 10 mét Dùng ống thép, phi 34 (DN25), dùng 4 co vuông

=> chọn bồn còn 400 lít thì bơm => bơm 1,6 khối/giờ = 1600/3600 = 0,4444 lit/giây

Dựa vào kết quả 15,227 mét nước = 149328 Pa

trử 1,4 lần Tức bằng 102,104 x 1,4 =142,95 Walt ~1/4 Hp điện cho bơm

2 Tra Đồ Thị bơm từng hảng sản xuất: Tra đồ thị để chọn công suất máy bơm