TCVN 9222:2012 - Phần 4

8. Đo cột áp toàn phần của bơm

8.1 Khái quát

8.1.1 Nguyên tắc đo

Cột áp toàn phần của bơm H được tính theo định nghĩa (điều 3.19), được mô tả như độ cao của cột chất lỏng, thể hiện năng lượng truyền dẫn bởi bơm trên đơn vị khối lượng chất lỏng.

Khái niệm cột áp có thể được thay bằng "năng lượng riêng (y=gH, xem điều 3.20), thể hiện năng lượng truyền dẫn đơn vị khối lượng chất lỏng; mặc dù ít sử dụng, khái niệm này được khuyến cáo sử dụng.

Các đại lượng quy định trong thuật ngữ định nghĩa về cột áp toàn phần của bơm trong điều 3.19, về nguyên tắc có thể được xác định tại các mặt cắt ngang cửa vào S₁ và cửa ra S_­2 của bơm (hoặc của bộ máy bơm và các cút nối là đối tượng thử nghiệm). Trong thực tế, vì sự tiện lợi và để đo chính xác, các phép đo nhìn chung được thực hiện tại các mặt cắt ngang S'₁ và S'₂ ở khoảng cách thích hợp phía thượng lưu và hạ lưu dòng chảy so với các mặt cắt cửa vào S1/cửa ra S2 tương ứng của bơm (xem Hình 2). Do vậy, phải tính đến các tổn thất thành phần do ma sát trong các đoạn đường ống cửa vào H_J1 từ S₁ đến S'₁ và tổn thất H­_J2 ở cửa ra từ S₂ đến S'₂ (và các tổn thất cục bộ nếu có), và tổn thất toàn phần của bơm được tính theo công thức sau:

H = H'₂ - H'₁ + H_j1 + H_j2

trong đó: H'­₁ và H'₂ là cột áp toàn phần tại S'₁ và S'₂.

Trong điều 8.2 hướng dẫn xác định phân đoạn đo lường và phương pháp ước lượng tổn thất cột áp đối với một số sơ đồ lắp đặt bơm khác nhau.

8.1.2 Phương pháp đo tổng hợp

Tùy thuộc vào điều kiện lắp đặt bơm và bố trí mạch đường ống, cột áp toàn phần của bơm có thể được xác định hoặc bằng cách đo riêng biệt cột áp toàn phần cửa vào và cửa ra, hoặc đo độ chênh áp (áp suất vi sai) giữa cửa vào và cửa ra và cộng thêm hiệu cột áp động (cột áp vận tốc) nếu có. (xem Hình 10).

Cột áp toàn cũng có thể suy luận được hoặc từ kết quả đo áp suất trong các ống dẫn hay đo mức nước trong các bể chứa. Khi đó, trong các điều 8.2 đến điều 8.4 đề cập đến cách lựa chọn và bố trí phân đoạn đo lường, các thiết bị đo có thể sử dụng, và xác định cột áp vận tốc.

8.1.3 Độ không đảm đo (KĐBĐ)

Độ KĐBĐ cột áp toàn phần của bơm phải được liên hợp từ các độ KĐBĐ thành phần cấu thành, cách thực hiện tính toán phụ thuộc vào phương pháp đo được sử dụng và bởi vậy chỉ có thể đưa ra một số thông tin chung về một số sai số liên quan dưới đây:

a) Sai số liên quan đến đo độ cao (thông thường, không đáng kể so với các nguồn sai số khác).

b) Sai số xác định cột áp vận tốc, một mặt tăng do sai số đo vận tốc dòng chảy và đo diện tích mặt cắt ngang của phân đoạn đo lường, và mặt khác bởi yếu tố chấp nhận U²/2g để ước lượng gần đúng cột áp vận tốc trung bình (độ chính xác chỉ tăng khi phân bố vận tốc dòng chảy càng đồng nhất). Sai số cột áp vận tốc có thể trở nên quan trọng (đáng kể) đối với bơm có cột áp toàn phần thấp.

c) Sai số đo mức hoặc đo áp suất phải được đánh giá trong mỗi trường hợp cụ thể, và phải quan tâm không chỉ đến kiểu thiết bị đo mà cả điều kiện sử dụng (số lượng vòi đo áp suất, độ kín khít của ống nối v.v.) và theo đặc tính của dòng chảy (độ không ổn định, độ biến động và phân bố áp suất…).

8.2 Xác định phân đoạn đo lường

8.2.1 Bơm thử nghiệm tại điều kiện lắp đặt chuẩn

8.2.1.1 Cửa vào phân đoạn đo lường

Khi bơm được thử theo sơ đồ thử nghiệm chuẩn (mô tả trong điều 5.3.2), phân đoạn đo lường cửa vào/cửa ra phải được bố trí ở khoảng cách không nhỏ hơn hai lần đường kính (2D) phía trên/phía dưới dòng chảy tương ứng, tính từ mặt bích cửa vào/ra của bơm (nếu có thể). Nếu điều kiện này không được thỏa mãn (ví dụ: trong trường hợp miệng ống hình loe/côn…), nếu không có thỏa thuận trước giữa các bên liên quan đối với đoạn ống thẳng trước cửa vào ngắn phải đảm bảo điều kiện tốt nhất có thể đối với khu vực phía thượng lưu và hạ lưu phân đoạn đo lường (ví dụ: chiều dài 2D của khoảng cách thượng lưu-hạ lưu).

CHÚ THÍCH 1: - Vị trí nghiêng của máy bơm cho thấy z₁ và z_1' hoặc z₂ và z_2' tương ứng có thể khác nhau, tạo nên sự khác biệt giữa các áp suất liên quan.

CHÚ THÍCH 2: - Hình trên chỉ có giá trị minh họa về nguyên tắc, không mang tính kỹ thuật.

Hình 3 - Xác định cột áp toàn phần H của bơm

Phân đoạn đo lường cửa vào/cửa ra phải được bố trí tại đoạn ống thẳng có cùng đường kính và đồng trục với mặt bích cửa vào của bơm, sao cho điều kiện dòng chảy gần với quy định trong điều 5.3.2. Nếu có cút/cổ cong ở khoảng cách gần phân đoạn đo lường phía thượng lưu, và nếu chỉ có 1 hoặc 2 vòi đo áp suất được sử dụng (thử nghiệm cấp 2), chúng phải vuông góc với mặt phẳng cong xoắn ốc (xem Hình 3 và Hình 4).

Đối với thử nghiệm cấp 2, nếu tỷ số giữa cột áp vận tốc cửa vào với cột áp toàn phần là rất nhỏ (< 0,5%) và nếu biết trước cột áp toàn phần cửa vào không quan trọng (không kể trường hợp thử cột áp hút dương tối thiểu NPSH), có thể chỉ cần bố trí vòi đo áp suất trên mặt bích cửa vào mà không cần phải ở khoảng cách 2D về phía thượng lưu (xem Hình 8.4.1).

Cột áp toàn phần cửa vào được xác định từ các cột áp thành phần, đọc trên áp kế ở độ cao xác định của điểm đo so với mặt phẳng cơ sở và cột áp vận tốc, được tính ở điều kiện đảm bảo phân bố vận tốc đồng nhất trong ống hút.

Sai số đo cột áp cửa vào bơm có thể phạm phải tại dòng chảy riêng vì dòng chảy xoáy trước. Sai số này có thể phát hiện và hiệu chỉnh như sau:

a) nếu bơm hút chất lỏng từ mặt phẳng tự do của bể chứa, có mức nước và áp suất tác động không đổi, tổn thất cột áp toàn phần giữa bể chứa và cửa vào phân đoạn đo lường (khi không có dòng xoáy trước) tuân theo quy luật bình phương đối với tốc độ dòng chảy. Khi dòng xoáy phá vỡ qui luật bình phương lưu tốc nói trên tại lưu tốc dòng chảy thấp, có thể hiệu chỉnh kết quả đo cột áp toàn phần cửa vào theo biểu đồ (xem Hình 5).

b) Nếu bơm không hút chất lỏng từ bể chứa có mức và áp suất không ổn định, phải chọn bố trí phân đoạn đo lường ở đủ xa về phía thượng lưu (không có dòng xoáy trước), có thể dự đoán được tổn thất cột áp giữa hai phân đoạn (nhưng không trực tiếp về cột áp toàn phần cửa vào) theo cùng cách thức đã đề cập trên (xem Hình 3 và Hình 4)

CHÚ DẪN: 1 là Đường cột áp (năng lượng) toàn phầnCHÚ THÍCH: Trong trường hợp trục bơm nằm ngang: z₁ = z_D = z_1'

CHÚ THÍCH: Trong trường hợp này đối với trục nằm ngang z­₁ = z_D = z_1'

Hình 4 - Minh họa ba chiều các kích thước xác định cột áp toàn phần của bơm

H_1'^a - Giá trị thực;

H_1'^b - ảnh hưởng bởi dòng xoáy

Hình 5 - Hiệu chỉnh cột áp toàn phần cửa vào

Hình 6 - Bố trí vòi đo áp suất (lỗ trích áp suất) vuông góc với mặt phẳng xoắn ốc của bơm hay mặt phẳng đường ống cong

8.2.1.2 Cửa ra phân đoạn đo lường

Cửa ra của phân đoạn đo lường thường được bố trí oqr khoảng cách 2D từ cửa ra của mặt bích cửa ra. Đối với bơm có cột áp vận tốc cửa ra nhỏ hơn 5% cột áp toàn phần của bơm, cửa ra phân đoạn đo lường thử nghiệm cấp 2 có thể bố trí tại mặt bích cửa ra.

Cửa ra của phân đoạn đo lường phải được bố trí ở đoạn ống dẫn thẳng đồng trục với mặt bích cửa ra và có cùng đường kính. Khi sử dụng 1 đến 2 vòi đo áp suất (thử nghiệm cấp 2), vòi đo áp suất (lỗ trích áp) phải vuông góc với mặt phẳng xoắn ốc hay cut/cổ cong của vỏ bơm (xem Hình 6).

Cột áp toàn phần cửa ra xác định theo thiết bị đo, từ độ cao của điểm đo bên trên mặt phẳng cơ sở và từ cột áp vận tốc được tính với điều kiện đảm bảo phân bố vận tốc đồng nhất trong ống xả. Cột áp toàn phần cửa ra có thể bị ảnh hưởng của dòng chảy xoáy do bưm tạo nên hay do phân bố vận tốc hay áp suất không bình thường. Áp suất các vòi đo có thể được phân bố ở khoảng cách xa hơn về phía hạ lưu. Tổn thất cột áp giữa mặt bích phân đoạn đo lường phải được quan tâm xem xét (xem điều 8.2.4).

8.2.2 Thử nghiệm bơm liên hợp với các cấu kiện

Máy bơm liên hợp với toàn bộ hoặc một phần các cấu kiện phía trên và phía dưới dòng chảy thì các cấu kiện được xem như là các bộ phận cấu thành của bơm, điều kiện quy định trong điều-8.2.1 áp dụng cho các mặt bích nối cửa vào và cửa ra của các cấu kiện thay vì các mặt bích nối của bơm, Quy trình này phải bổ sung áp dụng đối với bơm với tổn thất cột áp do các cấu kiện phụ.

Tuy nhiên, nếu các điểm cam kết chỉ liên quan đến đặc tính kĩ thuật của bơm, tổn thất cột áp do ma sát, các tổn thất cột áp cục bộ (nếu có) giữa cột áp toàn phần cửa vào của phân đoạn đo lường với mặt bích cửa vào H­_J1, và giữa mặt bích cửa ra với cột áp toàn phần của phân đoạn đo lường cửa ra H­_J2 phải được xác định theo phương pháp mô tả trong điều 8.2.4 và phải được tính đến trong thành phần của cột áp toàn phần của bơm.

Tương tự, cũng áp dụng cho các cấu kiện là bộ phận của thiết bị đi kèm theo mà không phải là bộ phận của bơm.

8.2.3 Bơm chìm và bơm giếng sau

Thử nghiệm Bơm loại này không thể thử theo sơ đồ thử nghiệm chuẩn theo điều 5.3.2, mà theo sơ đồ và điều kiện lắp đặt cho trên Hình 7.

CHÚ DẪN: 3- Mặt phẳng tham chiếu 4- Mặt phẳng cơ sở (chuẩn)	CHÚ DẪN: 1- Mặt phẳng tham chiếu 2- Mặt phẳng cơ sở (chuẩn)

Hình 7 - Đo cột áp toàn phần H của các loại bơm chìm khác nhau

Cột áp toàn phần cửa vào được tính bằng chiều cao bề mặt tự do của chất lỏng hút vào bơm so với mặt phẳng nền, cộng với cột áp tương đương đo được so với mặt phẳng nền.

Tùy trường hợp cụ thể, có thể xác định cột áp toàn phần cửa ra bằng cách đo áp suất trong ống xả (điều 8.2.1.2) hoặc bằng cách đo chiều cao mức chất lỏng trong bể xả cộng với cột áp tương đương với áp suất đọc trên áp kế bên trên bề mặt này (giả sử bơm xả chất lỏng vào bể chứa có bề mặt tự do thực sự tĩnh lặng xung quanh điểm đo mức, cột áp cửa ra bằng độ cao của mặt phẳng này bên trên mặt phẳng nền).

Quy trình này không đánh giá được toàn bộ các tổn thất cột áp của bơm giữa các phân đoạn đo lường.

Nếu cần thiết, tổn thất cột áp do ma sát đường ống giữa các phân đoạn đo lường và do kết cấu của bơm có thể xác định theo phương pháp miêu tả trong điều 8.2.4. Khách hàng và nhà chế tạo/cung cấp phải xem xét thỏa thuận khi soạn thảo hợp đồng về giới hạn cho phép đối với "tổn thất cột áp cục bộ" do sự bất thường (không dự đoán trước được) trong mạch ống dẫn và các cấu kiện khác nhau (bộ lọc, van một chiều, cút cong, van, ống loe/côn…) trước khi tiến hành thử nghiệm, nếu có.

Bơm giếng sau (Hình 7a) thông thường được thử tại giếng với đường ống thẳng đứng, ngoại trừ tiến hành thử nghiệm nghiệm thu tại nơi lắp đặt, tổn thất cột áp do ma sát trong trường hợp không đủ phụ kiện phải được bên chế tạo/cung cấp đánh giá và công bố cho bên mua. Nếu cần thiết thử kiểm chứng đặc tính kĩ thuật đã công bố tại hiện trường, đánh được chỉ rõ trong hợp đồng.

Đối với thử nghiệm bơm kiểu này, các cam kết có thể áp dụng cho các trường hợp có gá lắp hoặc không gá lắp với các phụ kiện.

8.2.4 Tổn thất ma sát ở cửa vào và cửa ra

Các điều cam kết trong điều 4.1, liên quan tới các mặt bích cửa vào, mặt bích cửa ra của bơm và các điểm đo áp suất, thường bố trí xa các mặt bích này (điều 8.2.1 đến điều 8.2.3). Do vậy phải cộng thêm các tổn thất cột áp thành phần do ma sát (H_J1 và H_J2) giữa các điểm đo và các mặt bích tương ứng vào giá trị đo cột áp toàn phần.

Chỉ phải hiệu chỉnh, nếu:

H_J1 + H_J2 ³ 0,005 H đối với thử nghiệm cấp 2;

H_J1 + H_J2 ³ 0,002 H đối với thử nghiệm cấp 1.

Nếu đoạn đường ống giữa các điểm đo và các mặt bích tương ứng đảm bảo thẳng, tiết diện tròn không đổi và không có vật cản bên trong, khi đó

trong đó: l là hệ số tổn thất trong đường ống do ma sát, xác định từ biểu thức

k là độ nhám quy đổi tương đương của đường ống;

 là độ nhám tương đối (số thực).

Trong Phụ lục C hướng dẫn xác định sự cần thiết và lượng hiệu chỉnh tổn thất, nếu cần;

Nếu bên trong ống dẫn có vật cản hoặc ống dẫn không thẳng và tiến diện ngang không tròn đều, phải thỏa thuận điều kiện "hiệu chỉnh" trong hợp đồng.

8.3 Đo mức nước

8.3.1 Bố trí phân đoạn đo lường

Bố trí thiết bị đo mức nước tại nơi dòng chảy ổn định, không có sóng nhiễu cục bộ. Phải sử dụng cơ cấu hoặc hộp lắng để giảm sóng bằng các tấm chắn đục lỗ, nếu bề mặt nước tự do bị nhiễu bởi các sóng nhỏ hoặc xoáy. Lỗ trên tấm chắn phẳng phải đủ nhỏ (đường kính khoảng 3mm đến 5mm) để giảm dao động áp suất.

8.3.2 Thiết bị đo

Chọn thiết bị đo có kết cấu, dải đo, cấp chính xác phù hợp với cột áp toàn phần của bơm và điều kiện thử nghiệm cụ thể (như bề mặt thoáng dễ thao tác, ổn định hoặc không ổn định…). Các thiết bị đo được sử dụng phổ biến là:

a) Thiết bị đo lắp đặt đứng hoặc nghiêng, gắn vào tường;

b) Thiết bị đo điểm hoặc hình móc, lắp đặt trong giếng hoặc hộp lắng sóng bằng khung đỡ gắn sát gần với mặt thoáng;

c) Thiết bị đo kiểu đĩa kim loại nằm ngang treo và dải băng bằng thép vạch chia độ;

d) Thiết bị đo dạng phao (chỉ sử dụng trong giếng/ hộp lắng sóng);

e) Thiết bị đo áp suất chất lỏng tuyệt đối hoặc vi sai (điều-8.4.3.1);

f) Thiết bị kiểu bọt khí (sử dụng cơ cấu xả khí nén);

g) Đầu đo áp suất chìm dưới nước;

Ba loại thiết bị đo sau cùng (như e), f) và g)) rất phù hợp cho nơi có bề mặt tự do khó tiếp cận.

8.4 Đo áp suất

8.4.1 Vòi đo áp suất

Đối với thử nghiệm cấp 1 phải sử dụng bốn vòi đo áp suất tĩnh, bố trí đối xưng trên đường tròn mặt cắt của phân đoạn đo lường (Hình 8a).

Đối với thử nghiệm cấp 2, chỉ cần dùng một vòi đo áp suất tĩnh trên mỗi phân đoạn đo lường. Tuy nhiên, phải sử dụng hai hoặc nhiều vòi đo áp suất khi dòng chảy chịu tác động của dòng xoáy hoặc không đối xứng (Hình 8b).

CHÚ DẪN:

1 Lỗ xả khí; 2 Đường dẫn chất lỏng; 3 Ống nối đến thiết bị đo áp suất.

a) Cấp 1: 04 lỗ đo áp nối vào ống góp; b) Cấp 2: 01 lỗ đo áp suất (hoặc 02 vị trí đối diện).

Hình 8 - Bố trí lỗ vòi đo áp suất đối với thử nghiệm cấp 1 và cấp 2

l ³ 2,5 d với d = 3mm đến 6 mm 1/10 đường ống kính, nhận trị số bé hơn a) Thành dầy	r £ d/10   b) Thành mỏng

Hình 9 - Yêu cầu đối với vòi đo áp suất tĩnh

Vị trí vòi đo áp suất được xác định theo sơ đồ bố trí thử nghiệm theo điều 8.2.1.1 và điều 8.2.1.2, nếu không có quy định riêng biệt;

Lỗ trích áp vòi đo áp suất tĩnh phải phù hợp với yêu cầu trong Hình 9, không có gờ sắc hoặc vật cản và bằng phẳng phía thành trong đường ống.

Đường kính lỗ trích áp phải có giá trị giữa 3 mm và 6 mm hoặc bằng hay nhỏ hơn 1/10 đường kính ống dẫn. Chiều dài lỗ trích áp phải không nhỏ hơn 2,5 lần đường kính lỗ.

Lỗ trích áp vòi đo áp suất trên ống phải sạch, nhẵn và bằng vật liệu có khả năng chống chịu các phản ứng hóa học của chất lỏng bơm. Tránh không bố trí lỗ vòi đo áp suất gần vị trí vết hàn dọc đường ống. Nếu đường ống hàn dọc theo chiều dài đường ống, lỗ trích áp phải được bố trí cách xa đường hàn.

Nếu sử dụng một số lỗ trích áp, các vòi đo áp suất phải được nối qua khóa đóng/cắt đến bình san áp có diện tích mặt cắt ngang, không nhỏ hơn tổng mặt cắt ngang của các vòi đo áp suất, sao cho có thể đo áp suất từ các vòi riêng rẽ, khi có yêu cầu. Trước khi đọc ghi dữ liệu, phải thử riêng rẽ các vòi đo áp suất ở điều kiện thử nghiệm chuẩn. Nếu một trong bốn giá trị đọc, sai khác giá trị cột áp toàn phần trung bình hơn 0,5 % (hoặc lớn hơn một lần cột áp vận tốc trong phân đoạn đo lường), phải xác định và loại bỏ nguyên nhân trước khi thử nghiệm chính thức bắt đầu;

Nếu sử dụng nhiều vòi đo áp suất giống nhau để đo NPSH thì độ lệch giữa chúng không được lớn hơn 1% giá trị NPSH (hoặc một lần cột áp động cửa vào).

Các ống nối vòi đo áp suất về thiết bị san áp (điều 5.4.2.2) và về các thiết bị đo, ít nhất phải có đường kính trong bằng đường kính lỗ khoan của vòi đo áp suất và không bị rò rỉ.

Tất cả các điểm cao trong đường ống nối phải được trang bị van xả khí để tránh hiện tượng tích khí trong quá trình đo.

Khi có thể, khuyến cáo sử dụng đường ống trong suốt để xác định sự tích khí trong đường ống. Trong ISO 2186 đưa ra các chỉ dẫn về đường ống nối.

8.4.2 Hiệu chỉnh sai lệch về độ cao

Hiệu chỉnh giá trị đọc áp suất p_M khi có chênh lệch độ cao (z_M - z) giữa vị trí đo và mặt nền của thiết bị đo áp suất theo hàm số sau

trong đó: r_f là khối lượng riêng của chất lưu trong ống nối.

Phải kiểm tra để chắc chắn trên toàn bộ chiều dài ống nối chứa cùng một chất lưu. Có thể giảm thiểu sai số, nếu sử dụng các ống nối ngang đủ ngắn (z_M - z = 0).

8.4.3 Thiết bị đo áp suất

Sử dụng áp kế phù hợp về chủng loại (áp kế tuyệt đối hoặc áp kế vi sai), dải đo, cấp chính xác, độ lặp lại và độ tin cậy… đối với sơ đồ bố trí và điều kiện thử nghiệm cụ thể.

CHÚ THÍCH: - Thiết bị đo áp suất phải được hiệu chuẩn bằng thiết bị chuẩn có cấp chính xác cao hơn ít nhất 3 lần, nếu không có yêu cầu đặc biệt.

8.4.3.1 Áp kế cột chất lỏng

Áp kế cột chất lỏng không cần hiệu chuẩn có thể sử dụng để đo áp suất thấp.

Cáp áp kế cột chất lỏng bằng nước hoặc thủy ngân hay chất lỏng khác có khối lượng riêng thích hợp cũng có thể được sử dụng. Tránh không sử dụng cột chất lỏng có độ cao dưới 50mm. Chiều dài này không thể cải biến làm áp kế nghiêng hay dung chất lỏng khác vì sai số đo lớn.

Khi ống nối được nạp đầy không khí, cột áp dư của chất lỏng bơm (chiều cao h) giữ nguyên tại mức của thủy ngân, khi đó: p = p_M - |r.g.h|

CHÚ THÍCH: Trong các hình chỉ minh họa nguyên lý, không đưa các chi tiết kỹ thuật

Hình 10 - Nguyên lý xác định cột áp bơm bằng áp kế vi sai (chênh áp)

Để giảm hiệu ứng mao dẫn, nòng của ống áp kế ít nhất phải bằng 6mm đối với áp kế thủy ngân và 10mm đối với áp kế cột nước và các chất lỏng khác, và phải bằng nhau ở cả hai nhánh.

Độ sạch của chất lỏng trong áp kế và bề mặt bên trong vòi dẫn phải được duy trì tốt để giảm sai số do sự thay đổi sức căng bề mặt.

Thiết kế các áp kế phải sao cho giảm thiểu cái sai số thị sai.

Khoảng cách giữa các vạch chia độ thông thường bằng 1 mm.

Áp kế chất lỏng có thể kết cấu hở đầu cuối để đo áp suất so với mặt phẳng nền và so với áp suất khí quyển phía trên không đổi, hay bịt kín (nén không khí, tạo áp suất cần thiết trong mạch nối hai nhánh cho phép đo cột áp chênh trên thang vạch độ) và áp kế có kết cấu hình chữ U (chứa chất lỏng chuyên dùng) để đo cột áp toàn phần bằng một áp kế vi sai, minh họa nguyên lý (không bao gồm các chi tiết kỹ thuật) trong Hình 10. Cột áp được xác định ằng áp kế kiểu nước-không khí hoặc kiểu thủy ngân, tính theo công thức tương ứng.

8.4.3.2 Áp kế khối lượng tĩnh

Sử dụng áp kế khối lượng tĩnh (tải trọng không đổi) hay áp kế piston (đo trực tiếp hoặc vi sai) khi áp suất cần đo vượt quá khả năng của áp kế cột chất lỏng. Tuy nhiên, áp kế khối lượng tĩnh chỉ có thể đo được áp suất lớn hơn áp suất tối thiểu, tương ứng với khối lượng cơ cấu quay.

Đường kính hiệu dụng D_E của áp kế đo trực tiếp có giá trị tương đương với giá trị số học của đường kính piston D_{P ­}và của đường kính xilanh D­_C. Cho phép tính toán áp suất (không cần phải hiệu chuẩn) nếu thỏa mãn điều kiện sau

Có thể loại trừ ma sát giữa piston và xilanh bằng cách quay piston với vận tốc không thấp hơn 30min^-1;

Cho phép kiểm tra áp kế kiểu khối lượng bằng cách so sánh với áp kế cột chất lỏng để xác định đường kính piston hiệu dụng trong toàn bộ dải đo.

8.4.3.3 Áp kế lò xo

Áp kế lò xo hoạt động trên nguyên tắc dịch chuyển cơ khí của vòng ống phẳng hoặc xoắn ốc (áp kế Bourdon) hay màng chỉ thị, tỷ lệ với áp suất bên trong ống. Nếu sử dụng thiết bị kiểu này đo áp suất tại cửa vào và cửa ra, khuyến cáo:

a) Mỗi thiết bị đo sử dụng trong dải đo tối ưu (trên 40 % toàn dải đo);

b) Khoảng chia vạch thang đo liền nhau: giữa 1,5 mm đến 3 mm;

c) Các vạch chia tương ứng tối đa bằng 5% cột áp toàn phần.

Phải hiệu chuẩn, kiểm tra áp kế định kỳ và đảm bảo các điều kiện sau để đạt độ chính xác và tin cậy cần thiết:

Hình 11 - Mặt phẳng nền và các bố trí áp kế lò xo

8.4.3.4 Các loại áp kế khác

Các chuyển đổi đo áp suất rất đa dạng, tuyệt đối hay vi sai, dựa trên nguyên tác biến đổi các tính chất cơ học hay tính chất điện. Các chuyển đổi đo áp suất có thể sử dụng cùng với thiết bị đo điện tử đáp ứng độ chính xác theo yêu cầu, độ lặp lại và độ tin cậy trong dải đo tối ưu, được hiệu chuẩn định kỳ bằng cách so sánh với các thiết bị đo áp suất có cấp chính xác và độ tin cậy cao hơn.

9. Đo vận tốc quay trục máy bơm

Tốc độ quay có thể đo bằng bộ đếm quang, điện từ, hay thiết bị đo hoạt nghiệm đếm và tính số vòng quay trong khoảng thời gian xác định hoặc đo vận tốc quay bằng thiết bị đo chỉ thị trực tiếp như máy phát tốc, máy đếm kiểu quang hay từ tính, hoặc máy đo kiểu hoạt nghiệm.

Trong trường hợp bơm được truyền động từ động cơ điện xoay chiều, tốc độ quay được xác định thông qua quan trắc tần số và hệ số trượt của động cơ do nhà chế tạo cung cấp hoặc đo trực tiếp (ví dụ sử dụng cuộn dây cảm ứng). Tốc độ được tính theo công thức:

trong đó: i, f và j là số cặp cực động cơ (i = 1, 2, 3…), tần số điện lưới đo được, Hz và số hình đếm được trong thời gian Dt, đọc từ thiết bị đo hoạt nghiệm đồng bộ với lưới điện.

Nếu không đo trực tiếp được số vòng quay (ví dụ như bơm chìm), thông thường số vòng quay được đánh giá thông qua tần số lưới điện cung cấp.

10. Đo công suất đầu vào của bơm

10.1 Khái quát

Công suất đầu vào của bơm có thể được xác định trực tiếp từ vận tốc và mômen quay trục cơ hoặc từ công suất tiêu thụ của động cơ điện liên hợp với bơm (nếu biết hiệu suất).

Nếu công suất đầu vào động cơ điện truyền trực tiếp vào hộp số, hay tốc độ vòng quay và mômen đo được bằng mômen kế lắp giữa động cơ và hộp số được sử dụng để xác định công suất bơm đầu vào, phương pháp xác định tổn thất do hộp số phải được chỉ rõ trong hợp đồng.

Tham khảo ISO 5198 các thông tin về phương pháp mô tả dưới đây.

10.2 Đo mômen xoắn trục quay

Mômen xoắn trục quay phải được đo bằng mômen kế thích hợp với yêu cầu trong Bảng 8.

Mômen xoắn và vận tốc quay phải được tiến hành đồng thời, trong giới hạn vận hành thực.

10.3 Đo công suất điện

Ở nơi công suất điện đầu vào động cơ truyền động tích hợp trực tiếp với bơm, được sử dụng như phương tiện xác định công suất đầu vào của bơm, động cơ phải được vận hành ở điều kiện hiệu suất đã biết khá chính xác. Hiệu suất động cơ được xác định phù hợp với IEC 60034-2 và được nhà chế tạo động cơ điện công bố.

Hiệu suất động cơ bỏ qua tổn thất trên cáp động lực của động cơ bơm.

Công suất điện của động cơ điện có thể được đo bằng phương pháp hai Watmét hay ba Wátmét. Cho phép dùng Wátmét một-pha hay hai-, ba-pha đồng thời hay Watmet-công tơ điện tích hợp.

Trong trường hợp động cơ điện một chiều (DC) có thể sử dụng phương pháp đo Vônmét-Ampemét hoặc Watmét.

Kiểu và cấp chính xác của thiết bị do chỉ thị đo công suất điện phải phù hợp với IEC 60051.

10.4 Các trường hợp đặc biệt

10.4.1 Bơm có đầu cuối không thể tiếp cận

Trong trường hợp bơm liên hợp với động cơ thành một khối thống nhất kín hai đầu (ví dụ như bơm chìm hoặc bơm một khối, hay bơm bơm và động cơ riêng biệt nhưng có cam kết về hiệu suất toàn dải), công suất của tổ bơm phải được đo tại hộp đầu nối cấp điện cho động cơ nếu có thể tiếp cận được. Đối với bơm chìm, phép đo chịu tác động của đầu cuối của cáp lực cấp điện, tổn thất trên cáp phải được tính đến và chỉ rõ trong hợp đồng. Hiệu suất công bố chỉ khối liên hợp bơm-động cơ, không bao gồm các tổn thất trên cáp lực và bộ khởi động.

10.4.2 Bơm giếng sâu

Trong trường hợp này, công suất tổn hao trên ổ lăn đỡ/chặn dọc trục và trục quay theo phương thẳng đứng và ổ trượt phải được tính đến.

Nhìn chung, vì không thử bơm giếng sâu với toàn bộ giá đỡ đường ống gắn cùng, ngoại trừ đối với thử nghiệm nghiệm thu thực hiện tại hiện trường, tổn thất trên ổ lăn đỡ/chắn dọc trục phải được loại bỏ và công bố bởi nhà chế tạo/cung cấp.

10.4.3 Khối động cơ bơm có ổ lăn chung dọc trục (không phải bơm bộ đôi khép kín)

Trong trường hợp này, nếu công suất và hiệu suất động cơ điện và hiệu suất bơm phải được xác định riêng rẽ, và phải tính đến ảnh hưởng của lực hướng trục và tổn thất nếu có do khối lượng của rôto bơm trong ổ lăn đỡ chặn.

10.4.4 Đo hiệu suất toàn phần của tổ máy bơm

Để xác định hiệu suất của tổ máy bơm, phải chỉ đo công suất đầu vào và đầu ra ở điều kiện vận hành chỉ rõ trong hợp đồng. Trong thử nghiệm này, không thiết lập thành phần tổn hao giữa các bộ phận truyền động và bơm, hoặc bất kỳ các tổn hao trung gian nào liên quan đến hộp số hay thiết bị điều tốc.

11. Thử nghiệm sục khí

11.1 Khái quát

11.1.1 Đối tượng thử nghiệm sục khí

Trong tiêu chuẩn này chỉ đề cập đến các phép đo đặc tính thủy lực của bơm (biến thiên cột áp, lưu lượng, hiệu suất…) mà không xem xét đến ảnh hưởng của các yếu tố khác gây nên do quá trình xâm thực (ồn, rung, phá hủy vật liệu…).

Trong mọi trường hợp, không sử dụng thử nghiệm sục khí cho mục đích kiểm tra xác định sự ăn mòn máy bơm do xâm thực trong quá trình sử dụng.

Sục khí/xâm thực, được phát hiện như là hiện tượng giảm cột áp hay hiệu suất tại giá trị lưu lượng xác định, hoặc giảm lưu lượng hay hiệu suất tại cột áp xác định. Phổ biến, sử dụng chuẩn mực sụt cột áp tại lưu lượng xác định. Trong trường hợp bơm nhiều tầng, giảm cột áp thường liên quan với cột áp của tầng sơ cấp, do vậy cần được đo khi có thể.

Thử nghiệm sục khí thường được thực hiện bằng nước sạch vì khó dự đoán chính xác tình trạng của bơm làm việc với chất lỏng khác (xem điều 5.4.5).

Trong trường hợp thử nghiệm bvowis chất lỏng tại nhiệt độ cao hay gần điểm tới hạn, có thể khó hoặc không thể đo NPSH với cấp chính xác theo yêu cầu (xem điều 11.3.3).

Sưu tầm và biên soạn bởi: https://honto.vn