2. Ba bơm cùng đặc tính cùng làm việc song song
2.20.HIỆN TƯỢNG XÂM THỰC
Xâm thực là hiện tượng thường xảy ra trong các loại máy thuỷ lực. Ở đây chỉ khảo sát hiện tượng xâm thực trong bơm ly tâm.
Chất lỏng ở một nhiệt độ nhất định sẽ sơi (bốc hơi bão hồ) ở một áp suất nhất
định. Aùp suất này gọi là áp suất bốc hơi bão hồ Pbh (với nước xem bảng 2-2). Sự
sơi và bốc hơi của chất lỏng trong quá trình máy bơm làm việc sẽ gây nên hiện tượng xâm thực.
Khi bơm ly tâm làm việc, nước vào ống hút và bánh xe cơng tác chuyển động qua vùng cĩ áp suất thấp. Nếu vì một nguyên nhân nào đĩ, áp suất trong dịng chảy
giảm xuống bằng áp suất bốc hơi bão hịa Pbh thì nuớc sẽ sơi, tạo nên nhiều bọt hơi
nuớc trong dịng chảy. Các bọt hơi nước được dịng chảy cuốn vào vùng cĩ áp suất cao hơn sẽ ngưng tụ thành những giọt nước cĩ thể tích nhỏ hơn nhiều so với thể tích các bọt hơi nước. Do đĩ trong dịng chảy xuất hiện những khoảng chân khơng cục bộ. Ở thời điểm xảy ra ngưng tụ, các phần tử chất lỏng đột ngột dừng lại. Các phần tử ở chung quanh xơ đến chổ trống với vận tốc rất lớn gây nên hiện tượng nước va cục bộ. Khi ấy động năng của các phần tử biến thành năng lượng đàn hồi. Vì độ
biến dạng của nước rất nhỏ (E = 2.105 kG/cm2) nên sự tăng áp suất đĩ rất lớn. Tổng
áp lực tăng lên cĩ thể đạt đến hàng ngàn át mốt phe. Do tăng áp lực nên xuất hiện sĩng áp lực ngược, kèm theo đĩ áp lực bị giãm đột ngột và chất lỏng cĩ thể bị sơi trở lại, rồi lại ngưng tụ.
Nuớc va xuất hiện do hiện tượng xâm thực sẽ phá hoại kim loại dưới hình thức ăn mịn và gỉ. Độ chống gỉ của vật liệu chủ yếu do xuất hiện màng mỏng bảo vệ bằng các ơxit hay các liên kết hĩa học thậm chí bằng các khí tạo thành trong quá trình điện hố của hiện tượng
68
kim loại bị han gỉ nhanh hơn. Như vậy, hiện tượng nước va trong quá trình xâm thực ngồi tác dụng ăn mịn cịn tạo điều kiện cho quá trình han gỉ phát triển nhanh.
Hiện tượng xâm thực làm hỏng bánh xe cơng tác và các bộ phận khác của bơm. Khi xuất hiện xâm thực, máy làm việc bị rung và cĩ tiếng nổ nhỏ, cơng suất, hiệu suất và cột áp của bơm bị giãm nhanh chĩng. Khi xâm thực phát triển mạnh, bơm cĩ thể ngừng làm việc hồn tồn. Hình 2-47 trình bày ảnh hưởng của xâm thực đến đường đặc tính của máy bơm, đường nét đứt ứng với đường đặc tính máy bơm khi khơng xảy ra xâm thực.
Xâm thực là hiện tượng gây tác hại rất lớn đối với sự làm việc của máy bơm. Nhất thiết khơng cho bơm làm việc lâu ngay cả trong trường hợp hiện tượng xâm thực khơng mạnh lắm.
Để khơng xảy ra xâm thực, trước hết khi sử dụng bơm phải xác định đúng chiều cao hình học cho phép và đảm bảo chiều cao hút hình học thực tế của máy bơm phải luơn luơn khơng vượt quá chiều cao hút hình học cho phép (xem mục 2.9).
Về mặt cấu tạo, cánh bánh xe cơng tác phải cĩ mép vào mỏng và được vê trịn lại. Phần hút nước của vỏ bơm và bánh xe cơng tác phải nhẵn, cĩ dạng chảy bao tốt. Chiều dài ống hút phải ngắn đến mức tối thiểu, tránh làm nhiều chỗ đổi hướng. Đường kính ống hút được chọn theo các giá trị vận tốc cho phép.
Khi đường kính ống D ≤ 250 mm thì V = 1 ÷ 1,2m/s
D > 250 mm thì V = 1,2 ÷ 1,6 m/s
Trường hợp đặc biệt khi chiều dài ống ngắn và chiều cao hút thực tế nhỏ thì cho phép lấy vận tốc V = 1,6 ÷ 2 m/s. Nếu địa hình cho phép thì cố gắng đặt ống hút thẳng độ dốc hướng lên về phía máy bơm i > 0.005; khơng làm những chỗ nối hoặc thay đổi hướng cĩ khả năng tạo thành những bao khí, để tránh hiện tượng tách dịng. Ở những chỗ đường ống hút buộc phải bố trí cĩ dạng vồng cao lên thì phải đặt thiết bị hút khí.
Ngồi ra, để tránh tình trạng xâm thực, trong thết kế nên chọn giá trị thành phần
vận tốc dịng chảy trong bánh xe cơng tác hợp lý. Nếu điều kiện cho phép thì cĩ thể đặt bộ phận hướng dịng hoặc bánh xe hướng trục trước bánh xe ly tâm để quay chiều dịng chảy trước khi vào bánh xe cơng tác làm tăng hệ số khí thực.
69
Khi xâm thực bắt đầu xuất hiện, cĩ thể cho một ít khơng khí vào ống hút của máy bơm. Nhưng điều đĩ sẽ làm giảm lưu lượng của bơm (cứ cho vào 1% khí thì
lưu lượng giảm 10%) nên phải tính tốn để cho vào một lượng khí vừa đủ.
Khi xảy ra xâm thực mà buộc phải cung cấp nước cần đĩng bớt van trên ống đẩy.