Để lựa chọn và thiết kế ra một dòng bơm phù hợp với từng yêu cầu và địa hình khác nhau cần tính toán rất nhiều thông số. Ở đây chúng tôi chỉ đề cập đến trước hết là các thuật ngữ cơ bản, và sau đó là hướng dẫn cách tính toán ra các thông sô cơ bản nhất của bơm.
- Lưu lượng
Lưu lượng của bơm được đo bằng thể tích của chất lỏng được bơm trên một đơn vị thời gian [m3/p or m3/s].2] Cột áp và cột áp tổng của bơm:
Cột áp được sinh ra khi bơm hoạt động, hình 1 dưới đây cho thấy cột áp tổng của bơm. Khi bơm hoạt động có rất nhiều tổn thất cột áp được phát sinh trên đường ống, ví dụ ống hút và ống đẩy... Cột áp tổng của bơm là tổng của độ chênh áp thực tế [Ha: độ chênh mực chất lỏng giữa phía xả và phía hút], tổn thất cột áp trên ống hút [hls] và ống xả [hld], và tổn thất vận tốc của chất lỏng ở cửa xả [vd2/2g].
Công thức được tính như sau: H = Ha + Hls + Hld + vd2/2g2. Công suất chất lỏng Sự tác động của năng lượng tới chất lỏng được gây ra bởi máy bơm trên một đơn vị thời gian, được biểu thị bằng công thức: Lw = 0.163 γ QH [kW] Trong đó: - Lw: Công suất của chất lỏng [kW] - γ: Trọng lượng riêng chất lỏng [kg/l] - Q: Lưu lượng [m3/phút] - Cột áp tổng [m]3. Hiệu suất bơm: Tỉ lệ giữa công suất của chất lỏng [Lw] với công suất trục [L] được truyền qua trục của máy bơm bởi sự chuyển động được gọi là hiệu suất η, và được biểu thị bằng công thức dưới đây: η = Lw / L x 100 = 0.163 γ QH / L x 100%4. Vận tốc đặc trưng: Là giá trị được chuyển hóa từ Hydraulic Affinity Law [các mối quan hệ trong thủy khí], được biểu thị bằng công thức sau: Ns = NQ1/2 / H3/4 Trong đó: - Ns: Vận tốc đặc trưng - N: Tốc độ [v/phút] - Q: Lưu lượng [m3/phút] [lấy 1 nửa lưu lượng cho bơm 2 cửa hút] - H: Cột áp tổng [lấy cột áp tổng của 1 tầng cánh cho bơm đa tầng cánh] Tốc độ đặc trưng là được tính tại điểm hiệu suất cao nhất của bơm đối với các thông số N, H và Q. Giá trị thu được tương đương với kiểu bơm có liên quan đến kích cỡ và vận tốc bơm.5. Vận tốc hút đặc trưng: Đặc tính hút của bơm [không bị hiện tượng xâm thực] được biểu thị bằng công thức sau: S = NQ1/2 / Hsv3/4 Trong đó: - S: Vận tốc hút đặc trưng - N: Tốc độ [vòng/phút] - Q: Lưu lượng [m3/phút] [lấy 1 nửa lưu lượng cho bơm 2 cửa hút] - Hsv: Cột áp yêu cầu thực có Giá trị S cho hầu hết các loại bơm là dòng chảy tại điểm hiệu suất cao nhất, nó nằm trong khoảng 1.200 - 1.500. Nếu giá trị S này là 1.900 thì chỉ là được thiết kế đặc biệt cho một số trường hợp muốn tăng đặc tính hút. Giá trị này sẽ giảm xuống ở từng vùng xả, và đặc biệt cần thận trọng trong việc sử dụng giá trị S này bởi nó sẽ gây ra hiện tượng rung, tiếng ồn và ăn mòn do xâm thực.5. Mối liên hệ giữa vận tốc đặc trưng và biên dạng cánh công tác bơm: Vận tốc đặc trưng Ns thường được sử dụng trong việc thiết kế cánh công tác, giá trị trong khoảng từ 100 - 2.500. Biên dạng cánh công tác sẽ thay đổi theo Ns, nếu tỉ lệ giữa bề rộng với đường kính ngoài của bánh công tác tăng thì giá trị của Ns sẽ tăng. Ngoài ra nếu giá trị Ns tăng thì chiều của dòng chất lỏng đi qua cánh công tác cũng thay đổi từ dòng ly tâm [vuông góc với trục] cho đến dòng tạo góc với trục, tiếp theo là đến dạng dòng chảy hỗn lưu [mix-flow] và cuối cùng là tạo ra dòng chảy hướng trục [axial-flow].
Hình dưới đây cho ta thấy được mối liên hệ giữa Ns và mặt cắt của cánh công tác. Tuy nhiên, hình dạng của cánh công tác không hoàn toàn chỉ phụ thuộc vào Ns, mà còn phụ thuộc vào một vài yếu tố khác như kiểu bơm và ứng dụng.
Bài viết cùng chuyên mục
- MỘT SỐ LƯU Ý CƠ BẢN TRONG KHI LẮP ĐẶT BƠM
- CÁC VẬT LIỆU DÙNG ĐỂ CHẾ TẠO PHỚT BƠM
- PHỐT TRỤC CƠ KHÍ CỦA BƠM LÀ GÌ ?
- MÁY BƠM ĐƯỢC CHẾ TẠO TỪ CÁC VẬT LIỆU NHƯ THẾ NÀO ?
- ĂN MÒN VẬT LIỆU LÀ GÌ ? CÓ BAO NHIÊU LOẠI ĂN MÒN VẬT LIỆU
- ĐỘ NHỚT CỦA CHẤT LỎNG ẢNH HƯỞNG NHƯ THẾ NÀO ĐẾN HOẠT ĐỘNG CỦA BƠM
- CÁC LOẠI BƠM HIỆN CÓ TRÊN THỊ TRƯỜNG.
- MÁY BƠM LY TÂM LÀ GÌ
- Tính toán công suất nồi hơi và chọn bơm phù hợp từ yêu cầu công suất hơi
- Chất lỏng và tác động của nó lên thông số hoạt động của bơm Ngày nay, máy bơm là thiết bị cần thiết trong cuộc sống, tuy nhiên để lựa chọn mua được một loại máy phù hợp với tiêu chuẩn và nhu cầu của mình là một việc khá khó. Bên cạnh đó thì việc để tính toán được lượng nước của bơm phòng cháy chữa cháy cũng là một bài toán khá nan giải. Chúng ta phải tính được cách để bơm chữa cháy có thể đạt đủ bơm lên cao và nước bơm lên cần bơm là một điều hết sức cần thiết và thiết yếu. Để hiểu rõ hơn về cách tính đó, trong bài viết này chúng tôi sẽ đưa ra cho bạn công thức tính lưu lượng cho hệ thống phòng cháy chữa cháy hiện nay.
Hệ thống máy bơm phòng cháy
Đầu tiên, để tính được lưu lượng của hệ thống máy bơm chữa cháy thì bạn phải biết được theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7336-2003 thì nhà xưởng hoặc tòa tháp, khu công nghiệp của bạn thuộc loại nào? nguy cơ cháy thế nào? Trong trường hợp xưởng nhà bạn thuộc loại có nguy cơ cháy trung bình thì ta có các thông số như sau: Cách 1 : Tính chọn toán lưu lượng cần của hệ thống chữa cháy :
+ Mật độ lượng nước bơm bao phủ sprinkler là : 0,12 l/s/m2
+ Khi đó, giả sử mặt bằng cần bảo vệ là 240 m2
+Diện tích bảo vệ trên một đầu chữa cháy trung bình sẽ là 12m2 tính trên 1 sprinkler
Dựa vào các thông số trên ta có số lượng sprinkler cho mặt bằng là 240/12 = 20 đầu phun sprinkler
Như vậy ta có lượng nước cần phân phối cho một sơ đồ cứu hỏa sprinkler là 240 m2 là:
Q = 0,12*240 = 28,8 l/s = 104 m3/h.
Cách 2 : Tính cột áp máy bơm
Cột áp H = H1 + H2 +H3 [tính theo kinh nghiệm ]
H1: Là tổng của cột áp xa nhất [ tức là áp lực nước theo độ cao từ vị trí đặt bơm đến nơi xa nhất của hệ thống sprinkler [đầu phun sprinkler xa nhất đó]. Kinh nghiệm 5 mét ngang bằng 1 mét cao.
H2: Cột áp để phun nước tại đầu phun sprinkler [thường lấy sprinkler phun xa 5 mét].
H3: Tổn thất áp lực tại các cút nốt trên đường ống [tổn thất cục bộ].
Giả sử: Khoảng cách từ bơm sprinkler đến đầu phun sprinkler độ cao là 40 m, ống đi ngang 20 m => cột áp cao H1 = 40+4 = 44 mét cao.
H2 lấy bằng 5 mét
H3 = Ha + Hb = A x L x Q2 + 10%[Ha]
Q: Lưu lượng nước qua ống [l/s]
L: Chiều dài của đoạn ống [m]
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
\=> H3 = 0,00003395x[40+20]x28,8×28,8 +10%[Ha] = 2 mét nước
Vậy H = 44 + 5 + 2 = 51 mét nước.
Như vậy, máy bơm nước cần lựa chọn để sử dụng cho hệ thống chữa cháy này là máy có cột áp nhỏ nhất 51m và lưu lượng nhỏ nhất là 104m3/h.
Vật nên khi lắp đặt mà mua thì cần báo với nhà phân phối bơm một sản phẩm có lưu lượng nhỏ nhất là 104m3/h để có thể đảm bảo được lưu lượng nước cấp, an toàn và sử dụng được lâu dài.
Công trình hệ thống phòng cháy chữa cháy
Trong các hệ thống PCCC thì việc tính lưu lượng nước bơm cho một sơ đồ bơm rất đơn giản và dễ hiểu. Nếu chúng ta có thể nắm bắt được rõ công thức thì sẽ tính toán được. Ngoài lượng nước ra thì chúng ta cần nắm được chính xác về đẩy lên cao để có thể tìm được một máy bơm theo chuẩn yêu cầu đặt ra. Ngoài ra, khía cạnh nước bơm lên và đẩy cao thì độ nhớt và kích thường đường ống cũng cần phải tính toán chi tiết.
Ngoài ra về việc chọn máy bơm nước bạn lên liên hệ các đơn vị chuyên cung cấp máy bơm nước để có thể tiến hành chọn một máy bơm nước cụ thể. Về việc chọn lựa bơm các đơn vị sẽ có thông thức tính toán chọn máy bơm nước phù hợp nhất.