Tiểu luận máy thủy lực (PDF)

Người ta chia máy bơm nước ra nhiều loại dựa vào những đặc điểm như: nguyên lý tác động của cánh bơm vào dòng nước, dạng năng lượng làm chạy máy bơm, kết cấu máy bơm, mục đích bơm, loại

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KHOA DẦU KHÍ

Tiểu luận: Bơm, quạt, máy nén

trong công nghệ lọc – hóa dầu

Sinh viên thực hiện: Trần Thanh Hải

Msv: 1321010138

Lớp: Lọc hóa dầu B – k58

quan trọng vào GDP toàn quốc, dầu khí càng được chú trọng đầu tư phát triển Hiện nay có rất nhiều công ty dầu khí trong và ngoài nước như: Vietsopetro, BHP,

BP, Mobil, Schlumberger… với nhiều mỏ dầu mới được phát hiện và khai thác đã chứng tỏ tiềm năng rất lớn về dầu khí của nước ta

Trước thực tế đó, một nhiệm vụ quan trọng được đăt ra là phải có một hệ thống thiết bị hiện đại, phù hợp, mang lại hiệu quả kinh tế cao Hiện nay, máy móc, thiết bị phục vụ cho công tác tìm kiếm, thăm dò, khai thác dầu khí rất đa dạng và phong phú Việc tìm kiếm, tiếp cận công nghệ mới, tìm hiểu về nguên lý hoạt động

và các dạng hỏng hóc thường gặp của thiết bị để tìm biện pháp nâng cao tuổi thọ thiết bị là rất quan trọng vì từ đó ta có thể nắm bắt được ưu, nhược điểm từng thiết

bị để có thể sử dụng hợp lý mang lại năng suất làm việc cao nhất, với thời gian lâu nhất

Mặc dù các chất lỏng đặc biệt có thể được vận chuyển bằng gầu kéo, nhưng phương thức thông thường là vận chuyển chất lưu bằng đường ống , bơm, máy thổi, máy nén, hoặc bơm phun Các phương thức vận chuyển trên sẽ được nghiên cứu trong đồ án này Với mục tiêu sử dụng sao cho có năng suất cao nhất va khả năng làm việc của các thiết bị vận chuyển chất lỏng, khí

Là một đề tài kỹ thuật nên cần sự nghiên cứu sâu, song do kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm chưa nhiều nên ảnh hưởng nhất định đến kết quả đề tài, rất mong thầy cô và các bạn góp ý

Contents

CHƯƠNG 1: LỜI MỞ ĐẦU 2

CHƯƠNG 2: MÁY BƠM 4

2.1 Bơm động học 4

2.1.1 Bơm cánh quạt 4

2.1.1.1.Máy bơm nước ly tâm 5

2.1.1.2 Bơm hướng trục, bơm hỗn hợp 10

2.1.2 Một số loại bơm khác 12

2.2 Bơm thể tích 13

2.2.1.Bơm piston 13

2.2.2.Bơm piston-roto 14

CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG BƠM PHUN VÀ BƠM CHÂN KHÔNG 19

CHƯƠNG 4: MÁY NÉN KHÍ 30

CHƯƠNG 5: MÁY THỔI (QUẠT) 40

CHƯƠNG 2: MÁY BƠM

Máy bơm nước là một loại máy thủy lực, nhận năng lượng từ bên ngoài (cơ năng, điện năng, thủy năng…) và truyền năng lượng cho dòng chất lỏng, nhờ vậy đưa chất lỏng lên một độ cao nhất định hoặc dịch chuyển chất lỏng theo hệ thống đường ống

Người ta chia máy bơm nước ra nhiều loại dựa vào những đặc điểm như: nguyên lý tác động của cánh bơm vào dòng nước, dạng năng lượng làm chạy máy bơm, kết cấu máy bơm, mục đích bơm, loại chất lỏng cần bơm… Trong đó thường dùng đặc điểm thứ nhất để phân loại máy bơm; theo đặc điểm này máy bơm được

chia làm hai loại: bơm động học và bơm thể tích

2.1 Bơm động học

Trong buồng công tác của máy bơm động học, chất lỏng nhận năng lượng liên tục từ cánh bơm truyền cho nó suốt từ cửa vào đến cửa ra của bơm Loại máy bơm này gồm có những bơm sau:

2.1.1 Bơm cánh quạt

Bơm cánh quạt (gồm máy bơm nước ly tâm, hướng trục, cánh chéo): Trong loại máy bơm này, các cánh quạt gắn trên xe công tác (BXCT) sẽ truyền trực tiếp năng lượng lên chất lỏng để đẩy chất lỏng dịch chuyển Loại bơm này thường có lưu lượng lớn, cột áp thấp ( trong bơm nước gọi cụ thể là cột nước ) và hiệu suất tương đối cao, do vậy thường được dung trong công nghiệp và các ngành cấp nước khác

2.1.1.1.Máy bơm nước ly tâm

Bơm ly tâm là loại máy móc xuất hiện khá sớm, thông dụng cả trong công nghiệp và trong đời sống hàng ngày

 Nó được sử dụng rộng rãi nhờ có những ưu điểm tuyệt vời sau:

- Bơm ly tâm có cấu tạo khá đơn giản Do đó hầu hết thợ cơ khí đều có thể tự gia công và chế tạo một máy bơm ly tâm đơn giản bằng những phương tiện sẵn có Việc tháo lắp và sửa chữa bơm rất đơn giản, dễ làm

- Giá thành tương đối rẻ, diện tích không lớn nên dễ sử dụng và dễ di chuyển

- Có thể khởi động máy bơm nhanh, dễ dàng điều chỉnh

- Khi bơm có thể truyền nước đều đặn, liên tục Ngoài nước ra còn có thể bơm truyền được các loại chất lỏng khác, thậm chí là hỗn hợp chất rắn và chất lỏng

- Dễ thích ứng và nâng cao hiệu suất của liên hợp bơm

 Ngoài những ưu điểm trên thì bơm ly tâm cũng có các nhược điểm như:

- Không có khả năng tự hút (trước khi khởi động bơm cần đổ đầy chất lỏng vào bánh cánh và đường ống hút) nên làm tăng giá thành và thiết bị của bơm thêm phức tạp

- Hiệu suất thấp khi vòng quay nhỏ

- Hiệu suất của bơm giảm nhiều khi độ nhớt của chất lỏng cần bơm tăng lên

- Có sự phụ thuộc giữa hiệu suất của bơm đến chế độ làm việc của nó

 Cấu tạo của bơm ly tâm (hình 3.1)

Hình 3.1: Các bộ phận của bơm ly tâm

 Xét sơ đồ kết cấu của một bơm ly tâm đơn giản ở hình trên, ta thấy bơm ly tâm gồm các bộ phận chủ yếu sau:

- Bánh công tác: kết cấu có 3 dạng chính là cánh mở hoàn toàn, mở một phần

và cánh kín Bánh công tác được lắp trên trục của bơm cùng với các chi tiết khác cố định với trục tạo nên phần quay của bơm gọi là Roto Bánh công tác được đúc bằng gang hoặc thép theo phương pháp đúc chính xác Các bề mặ cánh dẫn và đĩa bánh công tác yêu cầu có độ nhẵn tương đối cao để giảm tổn thất Bánh công tác và Roto của bơm đều phải được cân bằng tĩnh và cân bằng động để khi làm việc bánh công tác không cọ xát vào thân bơm

- Trục bơm: thường được chế tạo bằng thép hợp kim và được lắp với bánh công tác thông qua mối ghép then Trục bơm được chế tạo bằng thép hợp kim hoặc thép chậm gỉ

 Nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm:

- Một vật khi quay quanh trục phải chịu một lực có hướng kéo vật ra xa trục

quay và có phương lực đi qua tâm quay Đó là lực ly tâm

- Hạt nước khi nằm trên một đĩa tròn phẳng đang quay sẽ chịu tác dụng của

lực ly tâm và dịch chuyển dần từ tâm quay ra phía ngoài

- Bơm ly tâm là loại bơm theo nguyên lý lực ly tâm Nước được dẫn vào tâm

quay của cánh bơm Nhờ lực ly tâm, nước bị đẩy văng ra mép cánh bơm

Năng lượng bên ngoài thông qua cánh bơm đã được truyền cho dòng nước,

một phần tạo nên áp năng, một phần tạo thành động năng khiến nước chuyển

động

- Trước khi bơm làm việc, cần phải làm cho thân bơm (trong đó có bánh công

tác) và ống hút được điền đầy chất lỏng, thường gọi là mồi bơm

động theo các máng dẫn và đi vào ống đẩy với áp suất cao hơn, đó là quá trình đẩy của bơm Đồng thời ở lối vào của bánh công tác tạo nên vùng có chân không và dưới tác dụng của áp suất trong bể chứa lớn hơn áp suất ở lối vào của bơm, chất lỏng ở bể hút liên tục bị đẩy vào bơm theo ống hút, đó là quá trình hút của bơm Quá trình hút và đẩy của bơm là quá trình liên tục, tạo nên dòng chảy liên tục qua bơm

Quá trình hút và đẩy của bơm là quá trình liên tục, tạo nên dòng chảy liên tục qua bơm

Bộ phận dẫn hướng ra (thường có dạng xoắn ốc nên còn gọi là buống xoắn ốc) để dẫn chất lỏng từ bánh công tác ra ống đẩy được điều hòa, ổn định và còn có tác dụng biến một phần động năng của dòng chảy thành áp năng cần thiết

 Đặc điểm của bơm ly tâm

- Bơm được nhiều loại chất lỏng như nước, dầu, hóa chất, kể cả hỗn hợp các chất lỏng và rắn

- Phạm vi sử dụng lớn và năng suất cao:

- Kết cấu nhỏ gọn, chắc chắn, làm việc tin cậy

- Hiệu suất của bơm tương đối cao so với các loại bơm khác = 0,65

- Giá thành không cao lắm

 Một số lưu ý khi sử dụng bơm ly tâm

- Khi mua bơm, phải chọn bơm theo đúng những yêu cầu về thông số kỹ thuật

- Trang bị các thiết bị đo áp suất, đo chân không, van một chiều… để làm việc hiệu quả hơn

- Trước khi khởi động máy, nên kiểm tra lại động cơ, các mối ghép, dầu bôi trơn… rồi mới bắt đầu đổ chất lỏng để mồi bơm

- Sau khi khởi động, nên đợi đến khi động cơ được ổn định mới mở khóa ở ống đẩy

- Trong lúc máy đang hoạt động, nên thường xuyên quan sát đồng hồ đo và nghe âm thanh của động cơ để kịp thời phát hiện những dấu hiệu bất thường

và giải quyết

- Nếu thấy chất lỏng không lên, lên không đều, lên quá ít… cần lập tức kiểm tra lại

- Trước khi tắt máy, nên đóng khóa của ống đẩy

 Ứng dụng của bơm ly tâm: bơm ly tâm dùng để bơm và vận chuyển các chất lỏng có độ nhớt thấp như nước ngọt, nước biển Dùng trong các hệ thống đòi hỏi lưu lượng lớn và đều nhưng không đòi hỏi cột áp cao như các hệ thống nước ngọt, nước biển làm mát máy, hệ thống ballast, cứu hỏa…

Hình 2.3: Bơm hướng trục

Hình 2.4: Bơm hỗn hợp

Kiểu trục ngang thường dùng với trạm bơm nhỏ Máy bơm hướng trục dùng

để bơm nước có thành phần hạt lơ lửng kích thước đến 0,1mm hàm lượng lớn hơn 0,3% làm việc không lớn hơn 35C

Có thể đặt làm loại bơm này có khả năng làm việc trong môi trường nhiệt độ cao hơn và chịu được hàm lượng bùn cát lớn hơn quy định trên Bơm hướng trục là bơm có khả năng lưu lượng lớn, cột nước thấp, hiệu suất cao

 Bơm cánh chéo

Hình 2.6: Cấu tạo bơm hướng chéo trục đứng

Về các thông số cột nước, lưu lượng và hiệu suất thì máy bơm hướng chéo chiếm vị trí trung gian giữa hai loại bơm li tâm và hướng trục

Chất lỏng từ nguồn chuyển động theo hướng trục dọc ống hút 1 vào BXCT 2 Trong BXCT 2 dòng nước quay 1 góc nhỏ hơn 900 so với trục quay 7 rồi tịnh tiến vào trong buồng xoắn 3, sau đó qua đoạn côn khuếch tán vào ống đẩy 4

2.1.2 Một số loại bơm khác

Bơm xoắn: chất lỏng qua các rãnh BXCT của máy bơm sẽ nhận được năng

lượng để tạo dòng chảy xoắn và được đẩy khỏi cửa ra BXCT Người ta dung máy bơm này chủ yếu trong công tác hút nước hố thấm, tiêu nước, cứu hỏa,…

Bơm tia: dùng một dòng tia chất lỏng hoặc dòng khí bên ngoài có động năng

lớn phun vào buồng công tác của bơm nhờ vậy hút và đẩy chất lỏng Loại bơm này

bơm được lưu lượng nhỏ, thường được dung để hút nước giếng và dung trong thi công

Bơm rung: cơ cấu công tác của bơm này là pít tong-van giao động qua lại

với tần số cao gây nên tác động rung cơ học lên dòng chất lỏng để hút đẩy chất lỏng Loại bơm này có lưu lượng nhỏ, thường được dung bơm nước giếng và giếng

mỏ

Bơm khí ép: loại bơm này nhờ tạo hỗn hợp khí và nước có trọng lượng riêng

nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước để dâng nước cần bơm lên cao Loại bơm này thường dung để hút nước bẩn hoặc nước giếng

Bơm nước va (bơm Taran): lợi dụng hiện tượng nước va thủy lực để đưa

nước lên cao Loại bơm này bơm được lưu lượng nhỏ, thường được dung cấp nước cho vùng nông thôn miền núi

2.2 Bơm thể tích

Bơm thể tích: là loại bơm có thể biến đổi trực tiếp cơ năng thành thế năng, thông qua quá trình nén, giảm chất lỏng bằng cách thay đổi theo chu kì dung tích trong một thể tích kín Có thể chia bơm thể tích thành các loại bơm:

2.2.1.Bơm piston

Có 2 loại bơm piston bơm tác dụng đơn (bơm tác dụng một chiều) và bơm tác dụng kép (bơm tác dụng 2 chiều)

Bơm piston được truyền động bởi động cơ, chuyển động quay của trục động

cơ được biến đổi thành chuyển động tịnh tiến piston 1 trong xilanh 2

Nếu tay quay từ vị trí điểm quay theo chiều mũi tên đến điểm thì piston di chuyển về phía trái, thể tích buồng làm việc 5 tăng dần, áp suất p trong đó giảm đi và bé hơn áp suất ở mặt thoáng bể chứa ( p< ) Do đó chất lỏng từ bể hút qua van hút 6 vào buồng làm việc 5, trong khi đó van đẩy 4 đóng Đó là quá trình hút của bơm

Hình 2.7: Nguyên lý làm việc của bơm piston tác dụng đơn

Sau đó, tay quay tiếp tục quay từ điểm đến điểm , piston đổi chiều chuyển động sang phải, thể tích buồng làm việc giảm dần làm áp suất tăng lên, van hút 6 bị đóng, van đẩy 4 mở để chất lỏng chảy vào ống đẩy thực hiện quá trình đẩy của bơm Quá trình hút và đẩy của bơm piston diễn ra gián đoạn và xen kẽ lẫn nhau, tạo nên quá trình làm việc lien tục của bơm Một quá trình hút và đẩy kế tiếp nhau gọi là chu trình làm việc của bơm

2.2.2.Bơm piston-roto

Gồm bơm piston quay hướng trục và piston quay hướng kính

Hình 2.8: Cấu tạo và nguyên lý làm việc của bơm piston quay hướng trục

Nguyên lý hoạt động: trong bơm piston – roto hướng trục, các lỗ xi lanh

phân bố đều trên roto 1 nhưng không hướng kính mà song song với nhau theo hướng trục roto Piston 2 trong xi lanh luôn luôn được đầy và tựa một đầu vào đĩa

cố định nằm nghiêng 3 bằng các lò xo đặt trong xi lanh Khi roto quay, các piston quay theo, vì một đầu piston luôn tựa vào mặt đĩa nghiêng nên các piston cũng đồng thời chuyển động tịnh tiến tương đối với xi lanh Các lỗ xi lanh ở mặt cuối roto được lắp sát với nắp cố định 4 Trong nắp này có 2 rãnh hình vòng cung 5 được ngăn cách nhau bởi hai gờ 6, hai rãnh này được thong với hai lỗ để dẫn chất lỏng ra vào a, b Khi roto quay theo chiều mũi tên thì rãnh 5 bên trái là cửa hút A, rãnh bên phải là cửa đẩy B

Ưu điểm: tạo được áp suất nén cao và không phụ thuộc vào lưu lượng và tần

số quay của tay biên

Nhược điểm: cấu tạo phức tạp, lưu lượng cấp không đều và chạy chậm, làm

tăng kích cỡ khi có lưu lượng lớn

2.2.1Bơm bánh răng

Là loại roto quay, trong đó môi chất được chuyển dịch trong mặt phẳng thẳng góc với tâm quay của thiết bị Bơm bánh răng được dùng trong các máy thủy lực (máy ép, máy nâng, cần cẩu, máy đào đất,… ), trong hệ thống điều khiển tự động, trong bôi trơn các bộ phận chuyển động của máy Do không có van hút và đẩy nên bơm bánh răng có thể quay với tốc độ lớn (n = 700 – 5000 vòng/phút) và được truyền động trực tiếp bằng động cơ

Khi làm việc bơm bánh răng luôn tiếp xúc với dầu nhờn, dầu thủy lực, vì vậy tuổi thọ khá cao Các bề mặt làm việc của bơm phải được chế tạo với độ chính xác và độ lỏng cao thì mới tạo được áp lực và đỡ mất mát lưu lượng

Hình 2.9: Bơm bánh răng ăn khớp trong

2.2.1.Bơm cánh gạt

Bơm thủy lực cánh gạt là bơm thủy lực roto có kết cấu đơn giản làm việc ít

ồn, có khả năng điều chỉnh được lưu lượng Loại máy này yêu cầu việc lọc chất lỏng khắt khe khi làm việc

Phạm vi làm việc của bơm cánh gạt tác dụng đơn tương đối hẹp nhưng đối với bơm tác dụng kép phạm vi làm việc được mở rộng nhiều Máy thủy lực cánh gạt được sử dụng nhiều trong hệ thống máy công cụ khoan, doa, phay, tiện, mài

Hình 3.10: Bơm cánh gạt

 Dựa vào tính chất của chất lỏng: lưu ý độ nhớt, tạp chất

= 2000 – 8000 : bơm hỗn hợp

 Và một số yêu cầu khác:

- Nhỏ gọn, ít ồn, chi phí đầu tư và vận hành, bảo dưỡng

- Có công dụng riêng: định lượng, đo đếm…

 Dựa vào đường đặc tính của bơm và đặc tính hệ thống: tránh chọn bơm quá lớn

CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG BƠM PHUN VÀ BƠM CHÂN KHÔNG

Các thiết bị có tác dụng duy trì áp suất thấp trong thiết bị được trình bày trong bảng phạm vi hoạt động của 1 số thiết bị chân không.Việc sử dụng các loại bơm-máy nén khí ngược với mục đích đã được đề cập ở phần đầu chương.Áp suất

có thể giảm đi bởi sự tác động của dòng chất lỏng.Ví dụ như máy phun nước 40 psi

sẽ duy trì được áp suất từ 0.5 – 2 psi Áp suất làm việc tức thời có thể tới 0.1 Torr, máy phun hơi nước có khoảng áp suất rộng hơn.Chúng không có các bộ phận chuyển động,không ồn,dễ lắp đặt,đơn giản, tương đối kinh tế để vận hành ,và rất thích hợp với việc vận chuyển các hỗn hợp hơi có tính ăn mòn

3.1 Sự bố trí bơm phun

Một số bơm phun được sử dụng đồng thời khi lưu lượng thay đổi hoặc vì hệ thống bị hở giữa các lần ngừng để bảo dưỡng.Khi đó một vài bộ phận được đồng thời thêm vào hoặc bớt đi theo yêu cầu

Những bộ phận thiếu ổn định trong hệ thống yêu cầu áp suất phải thấp.Bản

vẽ phác họa sự bố trí của một số hệ thống được trình bày trong hình (4.1) Trong hình (4.1a) bậc đầu tiên dẫn động hơi quá trình,bậc thứ 2 truyền hỗn hợp hơi đó với hơi nước của bậc thứ nhất

Hai sự lắp đặt khác sử dụng các bình ngưng tụ liên tiếp vì mục đích kinh tể của hơi nước trong hai bậc sau.Khi tiếp xúc ( khí áp ) với bình ngưng hơi nước và các chất có ngưng tụ khác được loại bỏ nhờ một bơm phun nước lạnh.Phần ống xả của bình ngưng được bít kín nhờ một bệ 34 ft trong bể lắng,hoặc là nhờ một bơm bơm các chất ngưng tụ làm việc ở áp suất chân không.Bề mặt các bình ngưng cho phép thu hồi lại nhưng sản phẩm ngưng có giá trị hoặc bị lẫn tạp chất bẩn hoặc hơi nước ngưng tụ để quay lại thiết bị đun nguyên liệu.Các thiết bị ngưng tụ này tốn kém hơn so với khí áp,và việc chế tạo chúng cũng phức tạp hơn các loại thiết bị ngưng tụ khác bởi vì rằng hiện tại có một lượng lớn các khí không ngưng tụ

Hình 3.1a: Mô tả các bộ phận của bơm phun 2 bậc(hãng Croll-Reynolds)

Các bơm nhiều bậc như có 6 bậc được trình bày trong hình (4.1b; 4.1c),được kết hợp với nhiều bình ngưng liên tiếp theo nhiều kiểu.Thiết bị ngưng khí áp khả thi chỉ khi nhiệt độ của nước nhỏ hơn điểm sủi bọt của nó khí áp suất lớn trong

bọt

Hình 3.1b: Máy bơm phun 2 bậc với bình ngưng khí áp 2 bậc liên tiếp(hãng Elliot)

Hình 3.1c: Máy bơm phun 2 tầng với bình ngưng tụ kế tiếp ( hãng Elliot )

từ một không gian khép kín để tạo ra chân không.kết quả của việc này nhằm mục đích tạo ra áp suất thấp hơn áp suất khí quyển xung quanh.ứng dụng rộng rãi trong các ngành gốm sứ,hóa học,hóa dầu,y tế,thực phẩm,sinh hoạt con người,cuộc sống,

3.2.1 Bơm chân không màng(bơm màng)

Thiết bị làm việc có nguyên lý kiểu hút đẩy pít tông,trong đó người ta thay thế pít tông bằng màng.sự thay đổi thể tích làm việc của bơm sinh ra do có sự chuyển dịch của màng,ở bơm chân không màng có kết cấu kín như pít tông nên chúng được sử dụng để bơm các chất lỏng bẩn và độc hại

Hoạt động: Van khí nén bên cạnh cung cấp khí nén vào buồng chứa bên trái, tạo áp lực đẩy màng bơm sang trái hướng ra ngoài Dưới áp lực này làm đóng van

số 1, mở van số 2, cho phép chất lỏng được bơm đi

Hình 3.2: Sơ đồ hoạt động bơm chân không

Van khí nén bên cạnh cung cấp khí nén vào buồng chứa bên trái, tạo áp lực đẩy màng bơm sang trái hướng ra ngoài Dưới áp lực này làm đóng van số 1, mở

van số 2, cho phép chất lỏng được bơm đi Màng bơm bên phải cũng được di chuyển cùng chiều sang phía bên trái thông qua trục nối Tạo áp lực chân không đóng van số 4 và mở van số 3, hút chất lỏng vào buồng chứa để chuẩn bị cho chu trình tiếp theo

Hình 3.3: Thiết bị bơm chân không màng(a) và Piston(b)

3.2.2 Bơm chân không dầu, bơm hút chân không dòng nước

Các loại máy bơm được thiết kế với cánh quay có lực quay lớn.sử dụng dầu

để làm mát và làm kín.ứng dụng trong y tế,bệnh viện,sản xuất nhựa,

Bơm hút chân không dòng nước: là loại bơm sử dụng nước để làm mát và làm kín.ứng dụng trong nhiệt,hơi nước,hóa chất, như sản xuất giấy,sấy nông sản,

Hình 3.4: Bơm hút chân không dòng nước, dầu

- Điều kiện hoạt động và các thay đổi

- Sự thay đổi các thông số kĩ thuật có ích

- Trục trặc thiết bị

xuống các đường ống dẫn và rò rĩ vì nó đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện các hệ thống chân không

3.3 Sự rò rỉ không khí

Kích cỡ của máy bơm phun và lượng hơi tiêu tốn của nó phụ thuộc vào tỷ lệ lượng khí được vận chuyển của hệ thống.Một phần nhỏ các khí đó là không khí bị

rò rỉ từ khí quyển lọt vào trong hệ thống

Về mặt lý thuyết, tỷ lệ không khí rò rỉ qua các khe nhỏ,nếu chúng được coi như các lỗ hay vòi phun ngắn,là không đổi ở áp suất trong ống dưới 53% áp suất khí quyển Tuy nhiên,các khe hở tạo ra để xử lý các đoạn đường ống với tỷ số độ dài và đường kính lớn Theo đó,dòng cộng hưởng chỉ được xác định tại áp suất cuối nhỏ,tỷ lệ khối lượng rò rỉ được xác định bởi vận tốc dòng và mật độ thấp chiếm ưu thế tại áp suất trong đường ống Lưu lượng các khí khác trong bình chứa được tạo chân không được xác định trong mỗi quá trình riêng biệt Lượng khí có thể ngưng tụ có thể giảm bớt nhờ đặt thiết bị ngưng đã được làm lạnh ở giữa quá trình và bơm chân không

Các tiêu chuẩn được cải tiến bởi viện nghiên cứu truyền nhiệt đối với tỷ lệ rò

rỉ không khí trong các hệ thống kín thương mại.Biểu đò của chúng được xây dựng

từ phương trình : m = k.V2/3 (4.1)

Trong đó : m đo bằng lb/hr

V là tổng thể tích của hệ thống,đơn vị ft3

Áp suất

Bảng 3.1: Hệ số k là hàm của áp suất làm việc của hệ thống

Mỗi một máy khuấy trộn có một vòng bít chuẩn,không khí rò rỉ được đưa vào với lưu lượng 5 lb/hr.Sử dụng đệm cơ học chân không đặc biệt có thể làm giảm lượng không khí cho phép tới 1-2 lb/hr

Đối với một bản thiết kế chi tiết, tỷ lệ ở phương trình (4.1) có thể được bổ sung các giá trị trong bảng 4.2 Kỹ thuật thông thường tạo ra các hệ thống vòi phun kích cỡ vượt tiêu chuẩn,năng suất có thể điều chỉnh tăng lên 2 lần so với tỷ lệ chuẩn của viện Nghiên cứu Truyền Nhiệt

Với các khí khác, tương quan với tỷ lệ rò rỉ khí được dựa trên không khí ở

70oF.Ở các điều kiện khác,sử dụng hệ số hiệu chỉnh để xác định ảnh hưởng tới tỷ lệ không khí.Hệ số khối lượng phân tử là :

Khi nhiệt độ T đo bằng oF cao của không khí hoặc cao hơn của hơi nước thì: