Xâm thực trong bơm ly tâm

THỰC TRONG MÁY BƠM LY


XÂM THỰC là gì?
Xâm thực là hiện tượng áp suất tĩnh của
chất lỏng giảm xuống dưới áp suất hơi của
chất lỏng , dẫn đến hình thành các hốc nhỏ
chứa đầy hơi trong chất lỏng. Khi chịu áp
suất cao hơn, các khoang này, được gọi là
"bong bóng” hoặc "khoảng trống", sụp đổ
và có thể tạo ra sóng xung kích có thể làm
hỏng máy móc.

01

Xâm thực thường xảy ra khi một chất lỏng
chịu sự thay đổi áp suất trong một khoảng
thời gian ngắn gây ra sự hình thành các lỗ
sâu trong chất lỏng, nơi áp suất tương đối
thấp. Khi chịu áp lực cao hơn, các bọt khí
này sẽ nổ tung ra và có thể tạo ra một sóng
xung kích cực mạnh.


Q trình vỡ
của một bong bóng hơi (Vapor Bubble)

1

2

3

4

1. Bong bóng ban đầu hình thành
2. Bong bóng bắt đầu xẹp
3+4. Hình thành tia áp suất
5. Đập vào mặt kim loại gây xói mịn

5


Tuabin do tác động
của xâm thực
Việc lặp đi lặp lại của các bọt khí bị vỡ
tung này sẽ ảnh hưởng rất lớn tới bề
mặt kim loại. Gây ra hao mòn, hỏng
hóc, thường nhìn thấy rõ nhất ở các
bơm cánh quạt, tua bin của máy bơm
nơi xảy ra sự thay đổi đột ngột theo
hướng của chất lỏng.
Sóng xung kích hình thành do sự nổ tung của các
bọt khí gây ra thiệt hại đáng kể cho các bộ phận
chuyển động. Xâm thực thường là một hiện tượng
khơng mong muốn. Nó thường được đặc biệt
tránh trong thiết kế của các máy như tua-bin hoặc
cánh quạt, và loại bỏ xâm thực là một lĩnh vực
chính trong nghiên cứu về động lực học chất lỏng.
Sự xâm thực xảy ra trong máy bơm, lỗ thoát nước,
đồng hồ đo venturi, van điều khiển, cánh quạt…

02

XÂM THỰC
RONG MÁY BƠM LY TÂM


1.Cấu tạo, Nguyên lý làm việc của bơm ly tâm
Bơm là 1 loại thiết bị dùng để di chuyển chất lỏng từ vị trí thấp lên vị trí
cao, di chuyển chất lỏng từ nơi có áp suất thấp về nơi có áp suất cao, tăng
tốc độ của dịng chảy.


1. Cấu tạo, Nguyên lý làm việc của bơm ly tâm
Bơm là 1 loại thiết bị dùng để di chuyển chất lỏng từ vị trí thấp lên vị trí
cao, di chuyển chất lỏng từ nơi có áp suất thấp về nơi có áp suất cao, tăng
tốc độ của dịng chảy.


1. Cấu tạo, Nguyên lý làm việc của bơm ly tâm
Bơm là 1 loại thiết bị dùng để di chuyển chất lỏng từ vị trí thấp lên vị trí
cao, di chuyển chất lỏng từ nơi có áp suất thấp về nơi có áp suất cao, tăng
tốc độ của dịng chảy.

Bấm để thêm nội dung

Bơm ly tâm là loại bơm được
sử dụng nhiều nhất trong
công nghiệp, được dùng để

vận chuyển chất lỏng như
nguyên liệu, các sản phẩm
cũng như nước cung cấp cho
nhà máy, nạp liệu cho các
thiết bị đun sôi các dịng hơi
lưu tuần hồn…


Bơm ly tâm được sử dụng rộng rãi trong công
nghiệp nhờ những ưu điểm sau:
Bơm có cấu tạo đơn giản, giá thành đầu tư ban đầu thấp
Lưu lượng bơm ổn định
Diện tích mặt bằng tương đối nhỏ
Chi phí bảo hành và sửa chữa thấp
Hoạt động ít gây tiếng ồn
Có khả năng thích ứng với sử dụng động cơ motor hay tuabin
Ít xảy ra xung đột đường ống
Máy có trọng lượng nhẹ hơn so với dòng piston, giúp máy kết nối dễ dàng với
động cơ cao mà không cần hộp giảm tốc.


Hình vẽ dưới đây mơ tả 4 bộ phận cơ bản
cấu tạo thành 1 hệ thống bơm ly tâm:


Nguyên lý làm việc của bơm ly tâm:

Nguyên tắc hoạt động của
bơm được minh họa trong sơ
đồ sau:

Nguyên lý làm việc của bơm ly tâm:

Bơm ly tâm gồm 2 phần
chính bơm và động cơ:

Động cơ là phần cung cấp năng lượng để làm
quay bơm, động cơ chính có thể là mơ tơ điện,
động cơ đốt trong hay tuabin hơi nước.


Bơm ly tâm dạng đơn giản nhất
gồm 2 phần chính:
Cánh quạt/Cánh công tác (Impeller)
Phần không chuyển động của bơm
và bao quanh cánh quạt là vỏ bơm )


2. Các thông số cơ bản của bơm ly tâm :
2.1. Phương trình cơ bản:

Phương trình Ơle 2 cho moomen quay của trục cho
tất cả các rãnh:

M=
Công suất trên trục của các bánh cơng tác:

N=M; là vận tốc góc
Cơng suất thủy lực:

; là cột áp lý thuyết


2. Các thông số cơ bản của bơm ly tâm :
2.1. Phương trình cơ bản:

Vận tốc theo:

Vận tốc tuyệt đối chiếu xuống phương u:

Cột áp lý thuyết (phương trình Ơle)

Cột áp thiết kế LT:


2. Các thông số cơ bản của bơm ly tâm :
2.2. Phương trình cơ bản - Cột áp:
Thực tế chế tạo: cánh hữu hạn và có bề dày => Có tổn thất
Cột áp thực tế H = với : hệ số cột áp; tính tới số cánh
: hiệu suất cột áp; tính tới ma sát

Cơng thức thường dùng: = => H = �

Tính cột áp thực tế trong hệ thống có đường ống: H=
- Biết áp và vận tốc ở lỗi vào và ra: H= y + +
- Biết số liệu yêu cầu hệ thống: H= h + + + +


2. Các thông số cơ bản của bơm ly tâm :

2.3. Lưu lượng bơm:
Lý thuyết:
với , : chiều rộng và đường kính máng dẫn
: chiếu lên hướng bán kính

2.4. Cơng suất:

2.5. Hiệu suất:


2. Các thông số cơ bản của bơm ly tâm :
2.6. Độ cao hút cho phép:
Theo độ chân khơng:
C=800-1000
n vịng/phút
Q (m3/s)


3. Xâm thực trong bơm ly tâm:
3.1. Xâm thực trong bơm ly tâm là gì?

Khi các bong bóng hơi được tạo ra
bên trong máy bơm và sự vỡ của
chúng sau đó được gọi là hiện tượng
xâm thực. Sự va đập của bong bóng
tạo ra áp suất cực lớn, phản lực và
sóng xung kích bên trong máy bơm
điều này sẽ dẫn đến tiếng ồn và độ
rung cao bên trong máy bơm.

Khi bong bóng hơi xẹp xuống gần bề mặt cánh, tia áp suất đập vào bề
mặt với áp suất trong khoảng 10.000-15.000 psi điều này sẽ tạo ra hố
và làm xói mịn bề măt cánh bơm. Chu trình hình thành và vỡ bong
bóng này khoảng 3/1000 s điều này sẽ làm hỏng bề mặt của cánh bơm
hoặc vỏ máy bơm.


Chúng ta đều biết rằng khi chất lỏng sôi các bọt hơi bắt đầu xuất hiện trong chất lỏng.
Mỗi chất lỏng có nhiệt độ sơi của nó, nếu bạn giảm áp suất điểm sôi giảm và ngược lại.
Khi áp suất giảm xuống dưới áp suất hơi của chất lỏng, chất lỏng trong máy bơm bắt đầu
sôi và tạo ra các bong bóng hơi, khi bong bóng đạt áp suất cao hơn khu vực bên trong
máy bơm nó bị vỡ ra.

Xâm thực gây hư hỏng bơm


3. Xâm thực trong bơm ly tâm:
3.2. Nguyên nhân dẫn đến sự xâm thực trong máy bơm ly tâm:
Có 5 nguyên nhân dẫn đến sự xâm thực trong máy bơm ly tâm
Sự hóa hơi của chất lỏng: Nguyên nhân lớn nhất của sự xâm thực. Khi áp suất bên trong giảm
xuống dưới áp suất hơi chất lỏng bắt đầu sôi và tạo hơi. Để loại tránh việc này ta phải giữ đủ
cột
ở cửa
hút.
Việcáp
chất
lỏng
tuần hồn trong q trình làm việc, xảy ra khi việc xả bị hạn chế: Khi chất lỏng
không thể thốt khỏi máy bơm, nó bắt đầu tuần hồn trong máy bơm điều này sẽ dẫn đến

tăng nhiệt độ của chất lỏng và tạo ra bong bóng hơi.
Sự hỗn loạn (Turbulence) hoặc chảy xoáy (Vortex) xảy ra trong chất lỏng chảy: Do nhiều
nguyên nhân liên quan đến thiết kế trong hệ thống đường ống. Nếu dịng xốy này được hình
thành gần ống hút của máy bơm nó sẽ có tác dụng tương tự như hóa hơi hoặc NPSH thấp.
Do khơng khí lọt vào trong q trình chảy của chất lỏng: Nếu máy bơm đang chạy ở mức bồn
thấp hơn áp suất khí quyển có khả năng khơng khí xâm nhập vào máy bơm. Khơng khí này
sẽ tạo ra sự xâm thực trong máy bơm.
Do khe hở giữa cánh công tác và vỏ máy không phù hợp: Nếu khe hở rất nhỏ, chất lỏng đi
qua đây với vận tốc lớn sẽ dẫn đến hiện tượng xâm thực.
- Có thể có những yếu tố khác nhưng 5 nguyên nhân trên là yếu tố đóng góp chính


3. Xâm thực trong bơm ly tâm:
3.3. Một số vấn đề đi kèm với sự xâm thực kéo dài trong máy bơm:
Bơm nước bị rung lắc mạnh, điều này có thể làm cho việc bơm nước không được ổn định, gãy
đế bơm
Máy phát ra tiếng ồn như đang vận chuyển sỏi, đá
Hiệu suất của máy giảm
Giảm lưu lượng và cột áp
Hư hỏng với cánh cơng tác và vỏ máy
Rị rỉ phớt làm kín máy bơm
Có vấn đề với đồng tâm khớp nối trục bơm và động cơ


3. Xâm thực trong bơm ly tâm:
3.4. Phòng ngừa xâm thực máy bơm:
Thứ nhất, tăng áp suất chất lỏng cửa vào máy bơm, dẫn tới tăng NPSHa (khả năng hút
trạm) – là khả năng hút của hệ thống máy bơm và ống hút, được xác định trong quá trình
thiết kế, xây dựng trạm bơm hay qua thử nghiệm đường ống thực tế.
Thứ hai, chúng ta cũng có thể tăng NPSHa bằng cách giảm nhiệt độ làm việc của chất lỏng.

Khi nhiệt độ làm việc giảm, áp suất bốc hơi chất lỏng giảm dẫn tới độ chênh lệch giữa áp suất
bốc hơi và áp suất cửa vào tăng tức là NPSHa tăng.
Thứ ba, giảm tổn thất trên đường ống hút cũng làm cho NPSHa tăng lên.
Thứ tư, tăng độ chênh lệch giữa NPSHa và NPSHr


Cảm ơn Thầy
và
các bạn đã