Y tế cao cấp
5.2.3. Tính toán trở lực thuỷ lực của hệ thống đờng ống
Để có thể bơm đợc một cách chính xác vừa đảm cho hệ thống hoạt động tin cậy, vừa không quá lãng phí công suất, hiệu suất cao, tiết kiệm năng lợng ta phải tính toán một cách chính xác trở lực thuỷ lực của hệ thống đờng ống.
Việc tính toán trở lực thuỷ lực đợc tính cho nhánh ống có trở lực thuỷ lực (bao gồm trở lực ma sát và trở lực cục bộ ) lớn nhất. Khi đã đảm bảo thắng đợc trở lực thuỷ lực nhánh lớn nhất thì công suất bơm đủ cho hệ thống làm việc bình th- ờng.
Nhánh ống có trở lực thuỷ lực lớn nhất là nhánh ống có đờng đi dài nhất và có trở lực cục bộ lớn nhất. Theo sơ đồ nguyên lý của hệ thống, ta quyết định lựa chọn nhánh ống tầng 2 để tính trở lực thuỷ lực cho hệ thống.
Tổng trở lực thuỷ lực của hệ thống đợc tính theo công thức [2]: ∑∆P =∆Pms +∆Pcb+∆PFCU+∆Ptbị
∆Pms : là tổng trở lực ma sát của hệ thống bao gồm trở lực ma sát đờng cấp (
∆Pms cấp) và trở lực ma sát đờng hồi (∆Pmshồi), Pa.
∆Pcb : là tổng trở lực cục bộ của hệ thống khi đi qua các chi tiết nh van, tê, cút, rắc co...,Pa.
∆PFCU : Tổn thất áp suất nớc khi đi qua giàn trao đổi nhiệt (FCU), Pa.
∆Ptbị : Tổn thất áp suất nớc khi đi qua thiết bị trao đổi nhiệt (Water chiller hoặc Water boiler), Pa.
5.2.3.1. Trở lực ma sát ∆Pms
Các đờng ống nớc đợc lắp đặt bằng ống thép Schedule 40 vì vậy ta có thể sử dụng đồ thị tổn thất áp suất trong các ống dẫn nớc bằng thép theo Schedule 40 cho trong hình 1 (phụ lục). Phơng pháp xác định tổn thất nh sau :
Để không gây ồn, rung và giảm bớt hao mòn cho đờng ống, ta nên chọn vận tốc nớc chuyển động trong ống nhỏ hơn 4,5 m/s và tổn thất áp suất nhỏ hơn 0,1mH2O/m chiều dài ống. Để tính đợc đờng kính ống và vận tốc nớc, ta chọn ∆P1
=900Pa/m ứng với lu lợng nớc trong ống, ta tìm đợc đờng kính ống tiêu chuẩn gần nhất. Từ đờng kính thực chọn này, ta tính đợc vận tốc và tổn thất áp suất trên 1m chiều dài ống thực tế.
Ví dụ với đoạn ống cấp cuối cùng LM có lu lợng nớc cấp vào FCU là Vsi=0,33(l/s). Với ∆P1 =900 ta tra đợc đờng kính ống là 18mm và tốc độ là 1m/s. Trên thị trờng có loại đờng ống thép có đờng kính 19mm. Vậy khi dùng loại này đồng thời đảm bảo lu lợng nớc là 0,33 l/s thì tổn thất áp suất trên mỗi mét chiều dài là 700Pa/m và vận tốc nớc lạnh là 0,8m/s.
Tơng tự với cách làm trên đây ta sẽ lần lợt xác định đợc kích thớc ống, vận tốc nớc, tổn thất áp suất trên mỗi m chiều dài ống cho toàn hệ thống, kết quả đợc cho trong bảng 5.1 kết quả tính toàn trở lực ma sát là:
∑∆P =194900 ( Pa) =19,87 (mH2O).
5.2.3.2. Trở lực thuỷ lực cục bộ ∆Pcb
Trở lực thuỷ lực cục bộ là tổn thất áp suất khi lu chất đi qua các vị trí đặc biệt trên đờng ống, nh van, côn, cút tê... Để tính toán trở lực thuỷ tại các điểm này, ta quy đổi mức độ tổn thất của các chi tiết đã nêu trên thành chiều dài tơng đơng của đoạn ống dẫn thẳng. Ví dụ đoạn AB có :
- 1 van của Φ80 có chiều dài tơng đơng : 0,975m. Trở lực cục bộ của van là :
∆Pcbvan=Itđì∆P1=0,975ì1500=1462,5(Pa) - 1 tê 80ì80ì60 có chiều dài tơng đơng là : 1,524m.
Trở lực cục bộ qua tê là:
∆Pcb=Itđì∆P1=1,525ì1500=2286(Pa) Tổng trở lực cục bộ của đoạn AB là :
∆Pcb=∆Pcbvan+∆Pcb=1462,5+2286=3748,5 (Pa)
Tơng tự ta tính đợc trở lực cục bộ của toàn hệ thống. Kết quả tính toán trở lực cục bộ đợc đa ra trong bảng 5.2, tổng trở lực thuỷ lực cục bộ tính đợc là :
∑∆Pcb = 115954 (Pa) =1 1,82 (mH2O)
5.2.3.3. Trở lực thuỷ lực khi đi qua FCU
Theo cataloge, tổn thất áp suất khi đi qua FCU va HFCA-04 là: ∑∆PFCU = ∆PMN = 7350 (Pa) = 0,75 (mH2O)
5.2.3.4. Trở lực thuỷ lực khi đi qua chillers
Theo cataloge tổn thất áp suất khi đi qua chiller CGAH050 là :
∆Pchiller= 4(mH2O)
vậy tổng trở lực thuỷ lực của hệ thống :
∑ ∆P = ∑ ∆Pmc+ ∑ ∆Pcb+ ∑ ∆PFCU+ ∑ ∆Pchiller
= 19,87 + 11,82 + 0,75 + 4 = 26,44 (mH2O)