TCVN 9731:2013 - Phần 1

Tác giả Sudo Ecommerce 06/09/2024 42 phút đọc

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 9731:2013

BƠM LY TÂM VẬN CHUYỂN CHẤT LỎNG NHỚT - HIỆU CHỈNH TÍNH NĂNG

Centrifugal pumps handling viscous liquids - Performance corrections

Lời nói đầu

TCVN 9731:2013 được biên soạn trên cơ sở ISO/TR 17766:2005.

TCVN 9731:2013 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 131 Hệ thống truyền dẫn chất lỏng biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

BƠM LY TÂM VẬN CHUYỂN CHẤT LỎNG NHỚT - HIỆU CHỈNH TÍNH NĂNG

Centrifugal pumps handling viscous liquids - Performance correction

Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các hiệu chỉnh tính năng cho bơm ly tâm và bơm trục đứng thiết kế thông thường, ở chế độ vận hành bình thường, có các bánh công tác hở hoặc kín, một hoặc hai cửa hút, dùng để bơm chất lỏng Newton.

Ký hiệu và thuật ngữ viết tắt

Danh mục các ký hiệu và định nghĩa sử dụng trong tiêu chuẩn này được đưa ra dưới đây 1).

A	= Biến số hình học của cửa hút được sử dụng trong tính toán để hiệu chỉnh cột áp hút thực được yêu cầu ở ống hút.
B	= Thông số được sử dụng trong quy trình hiệu chỉnh độ nhớt; Thông số B được sử dụng như là số Reynolds của bơm đã tiêu chuẩn hóa và để hiệu chỉnh độ chính xác tốc độ đặc trưng của bơm.
BEP	= Điểm có hiệu suất tốt nhất (xác định bởi lưu lượng và cột áp mà tại đó hiệu suất bơm là lớn nhất ở một tốc độ cho trước).
C_h	= Hệ số hiệu chỉnh hiệu suất.
C_h_-RR	= Hệ số hiệu chỉnh hiệu suất do ảnh hưởng của ma sát giữa bánh công tác và thân.
C_H	= Hệ số hiệu chỉnh cột áp.
C_BEP-H	= Hệ số hiệu chỉnh cột áp ứng với lưu lượng tại đó hiệu suất bơm lớn nhất đối với nước.
C_NPSH	= Hệ số hiệu chỉnh cột áp hút thực.
C_Q	= Hệ số hiệu chỉnh lưu lượng.
d₂	= Đường kính ngoài của bánh công tác, tính bằng mét (ft).
g	= Gia tốc trọng trường, tính bằng m/s² (ft/s²).
H	= Cột áp trên từng tầng cánh, tính bằng mét (ft).
H_BEP-vis	= Cột áp nhớt, tính bằng mét (ft): cột áp trên từng tầng cánh tại lưu lượng mà hiệu suất của bơm là lớn nhất khi bơm chất lỏng nhớt.
H_BEP-W	= Cột áp nước, tính bằng mét (ft): cột áp trên từng tầng cánh tại lưu lượng mà hiệu suất của bơm là lớn nhất khi bơm nước.
H_L	= Tổn thất thủy lực, tính bằng mét (ft).
H_th	= Cột áp lý thuyết (khi không có tổn thất lưu lượng), tính bằng mét (ft).
H_vis	= Cột áp nhớt, tính bằng mét (ft); cột áp trên từng tầng cánh khi bơm chất lỏng nhớt.
H_vis-tot	= Cột áp nhớt, tính bằng mét (ft); tổng cột áp của bơm khi bơm chất lỏng nhớt.
H_W	= Cột áp nước, tính bằng mét (ft): cột áp trên từng tầng cánh khi bơm nước.
N	= Số vòng quay của trục bơm, r/min
N_S	= Số vòng quay đặc trưng.
	Đơn vị
n_s	= Số vòng quay đặc trưng.
	Đơn vị
	= Số vòng quay đặc trưng của một bánh công tác được định nghĩa là số vòng quay trên phút mà tại đó một bánh công tác có kích thước hình học tương tự đẩy được một mét khối chất lỏng trên giây (m³/s) với cột áp một mét (đơn vị Mét) hoặc 1 gallon Mỹ trên phút với cột áp 1 foot (Đơn vị USCS). Phải sử dụng những hệ đơn vị đo lường này để xác định số vòng quay đặc trưng. CHÚ THÍCH: Trong định nghĩa này, sử dụng khái niệm lưu lượng của bơm, không phải là lưu lượng ở rãnh vào bánh công tác.
NPSHA	= Cột áp hút thực, tính bằng mét (ft) cung cấp cho bơm.
NPSHR	= Cột áp hút thực, tính bằng mét (ft) cần thiết của bơm với tổn thất cột áp tiêu chuẩn 3 %.
NPSHR_BEP-W	= Cột áp hút thực, tính bằng mét (ft) đối với nước tại lưu lượng đạt hiệu suất lớn nhất với tổn thất cột áp tiêu chuẩn 3 %.
NPSHR_vis	= Cột áp hút thực, tính bằng mét (ft) đối với chất lỏng nhớt.
NPSHR_W	= Cột áp hút thực, tính bằng mét (ft) đối với nước với tổn thất cột áp tiêu chuẩn 3 %.
P	= Công suất tại khớp nối, đơn vị kW hoặc mã lực (hp).
P_m	= Tổn thất công suất cơ khí, đơn vị kW hoặc mã lực (hp).
P_u	= Công suất hữu ích truyền cho chất lỏng: P_u = rgHQ đơn vị kW hoặc mã lực (hp).
P_RR	= Tổn thất công suất do ma sát giữa bánh công tác và thân, kW (hp).
P_vis	= Công suất nhớt, đơn vị kW hoặc mã lực (hp): là công suất cần thiết của bơm để thắng sức cản do độ nhớt.
P_w	= Công suất cần thiết của bơm khi bơm nước, đơn vị kW hoặc mã lực (hp).
Q	= Lưu lượng bơm, m³/h (gpm).
Q_BEP-W	= Lưu lượng tối ưu, m³/h (gpm) mà tại đó bơm có hiệu suất lớn nhất.
Q_vis	= Lưu lượng nhớt, m³/h (gpm): lưu lượng khi bơm chất lỏng nhớt.
Q_w	= Lưu lượng nước, m³/h (gpm): lưu lượng khi bơm nước.
q*	= Tỷ số giữa lưu lượng và lưu lượng tại điểm tốt nhất của bơm: q* = Q/Q_BEP.
Re	= Số Reynolds Re = wr₂²/n.
r₂	= Bán kính ngoài của bánh công tác, m (ft).
s	= Trọng lượng tương đối của chất lỏng được bơm so với nước ở nhiệt độ 20 °C (68 °F).
n_vis	= Độ nhớt nhớt động học, centiStockes (cSt) của chất lỏng được bơm.
n_w	= Độ nhớt nhớt động học, centiStockes (cSt) của chất lỏng thử nghiệm chuẩn với nước.
h	= Hiệu suất toàn bộ (tại khớp nối).
h_BEP-W	= Hiệu suất lớn nhất khi bơm nước.
h_h	= Hiệu suất thủy lực.
h_vis	= Hiệu suất nhớt; hiệu suất khi bơm chất lỏng nhớt.
h_vol	= Hiệu suất thể tích.
h_w	= Hiệu suất bơm nước: hiệu suất bơm khi bơm nước.
m	= Độ nhớt động lực học (độ nhớt tuyệt đối), N.s/m² (Ib*s/ft²)
n	= Độ nhớt động học, m²/s (ft²/s).
r	= Khối lượng riêng, kg/m³ (slugs/ft³).
y	= Hệ số cột áp.
w	= Vận tốc góc của trục hoặc bánh công tác, tính bằng radian trên giây.

Tóm tắt

Tỉnh năng của một bơm rô to động lực (bơm ly tâm hoặc bơm trục đứng) khi bơm chất lỏng nhớt có sự khác biệt khi bơm nước, trong khi hầu hết đường đặc tính được đưa ra chủ yếu là trường hợp bơm làm việc với nước. Thông thường cột áp (H) và lưu lượng (Q) sẽ giảm khi độ nhớt tăng. Công suất (P) cũng như yêu cầu của cột áp hút thực (NPSHR) sẽ tăng lên trong phần lớn các trường hợp. Mô men khởi động cũng có thể bị ảnh hưởng.

Các phương pháp lý thuyết dựa trên phân tích tổn thất có thể cho những phân tích chính xác hơn về ảnh hưởng của độ nhớt lên tính năng của bơm khi đã biết chi tiết kích thước hình học của bơm cụ thể. Tiêu chuẩn này giải thích các cơ sở của các phương pháp lý thuyết trên. Người sử dụng có thể lấy thông tin tư vấn của các nhà sản xuất bơm để có các phân tích chính xác hơn về tính năng của một bơm với một chất lỏng nhớt cụ thể.

Tiêu chuẩn này bao gồm cả các xem xét về mặt kỹ thuật và các khuyến cáo khi sử dụng bơm với các loại chất lỏng nhớt.

Giới thiệu

Các tính năng (cột áp, lưu lượng, hiệu suất [h] và công suất) của một bơm rô to động lực được xác định từ các đường đặc tính của bơm, là những đường được xây dựng từ những số liệu thử nghiệm của bơm với nước. Khi bơm làm việc với một chất lỏng có độ nhớt lớn hơn, các tính năng trên của bơm giảm xuống. Công suất tiêu thụ sẽ tăng lên và cột áp, lưu lượng và hiệu suất sẽ giảm xuống.

Đối với người sử dụng, việc hiểu được một số trường hợp thực tế là rất quan trọng để có thể định lượng các ảnh hưởng của độ nhớt đến vận hành của bơm rô to động lực. Thứ nhất, cơ sở dữ liệu thử nghiệm đã xây dựng là của các bơm riêng biệt chứ không có tính tổng quát cho tất cả các bơm. Thứ hai, cơ sở dữ liệu theo kích thước của bơm và độ nhớt của chất lỏng là tương đối hạn chế. Thứ ba, tất cả các phương pháp hiện có dùng để đánh giá ảnh hưởng của độ nhớt lên tính năng của bơm cho kết quả có sự sai khác so với cơ sở dữ liệu thử nghiệm. Thứ tư, phương pháp thực nghiệm trình bày trong tiêu chuẩn này dựa trên so sánh các số liệu thống kê của nhiều quy trình hiệu chỉnh khác nhau. Phương pháp này được lựa chọn để đảm bảo sự khác biệt giữa số liệu tính toán và thực tế là nhỏ nhất. Trên cơ sở phân tích như trên cho thấy không thể coi phương pháp này là một phương pháp tính toán lý thuyết có độ chính xác cao khi xác định các hệ số hiệu chỉnh tính năng của bơm. Phương pháp này cho phép người sử dụng có thể so sánh một cách tổng quát ảnh hưởng của việc sử dụng bơm với chất lỏng có độ nhớt cao hơn để tránh được sai sót khi sử dụng. Xem Điều 6 về các loại bơm có thể áp dụng phương pháp này.

Như chú thích ở đoạn trên, thực tế có nhiều phương pháp được xây dựng bởi các cá nhân và công ty gặp phải các vấn đề liên quan đến tổn thất thủy lực thực tế bên trong của bơm. Về mặt lý thuyết, có thể đánh giá được ảnh hưởng của độ nhớt bằng cách định lượng những tổn thất này. Quy trình xác định những tổn thất này liên quan đến kích thước cụ thể bên trong của bơm, tuy nhiên những kích thước này thường không được cung cấp cho người sử dụng. Hơn nữa, các phương pháp này cần một số hệ số thực nghiệm mà các hệ số thực nghiệm này chỉ có thể xác định được một cách chính xác khi có đầy đủ thông tin về việc thử nghiệm bơm trong chất lỏng nhớt. Phương pháp phân tích tổn thất có độ chính xác cao hơn phương pháp thực nghiệm trong tiêu chuẩn này, đặc biệt với một số loại bơm có tính năng và kích thước cụ thể.

Ngoài các quy trình hiệu chỉnh, tiêu chuẩn này cung cấp một số mô tả định tính của các tổn thất thủy lực khác nhau trong bơm dẫn tới giảm các tính năng của bơm. Ngoài ra, tiêu chuẩn này còn cung cấp quy trình để xác định ảnh hưởng của độ nhớt lên mô men khởi động và NPSHR.

Tiêu chuẩn này dựa trên số liệu đã được mở rộng đến năm 1999 trong đó đã sửa đổi các hệ số hiệu chỉnh cho lưu lượng, cột áp và công suất. Các hệ số hiệu chỉnh mới cập nhật được sẽ phụ thuộc vào các thông số như kích thước, tốc độ và số vòng quay đặc trưng của bơm. Nói chung, cột áp và lưu lượng được hiệu chỉnh tăng lên trong khi công suất có ích (hiệu suất) của bơm được hiệu chỉnh ít. Các hệ số hiệu chỉnh thay đổi đáng kể nhất ở trường hợp lưu lượng nhỏ hơn 25 m³/h (100 gpm) và n_s < 15 (N_s < 770).

Các xem xét cơ bản

5.1. Hệ số hiệu chỉnh độ nhớt

Khi bơm làm việc với chất lỏng có độ nhớt cao, như dầu nặng thì tính năng của bơm bị thay đổi so với khi bơm nước, do tổn thất tăng lên. Việc sụt giảm tính năng khi bơm chất lỏng nhớt có thể được đánh giá thông qua các hệ số hiệu chỉnh cho cột áp, lưu lượng và hiệu suất khi so với các tính năng tương ứng khi bơm nước.

Như vậy đường đặc tính cột áp, lưu lượng và hiệu suất đối với chất lỏng nhớt (có chỉ số vis) được xác định từ cột áp, lưu lượng và hiệu suất đo được đối với nước (chỉ số w) dựa vào các hệ số C_H, C_Q và C_h tương ứng. Các hệ số này được xác định trong công thức (1).

Hình 1a) và Hình 1b) thể hiện sự thay đổi điển hình các đặc tính cột áp, lưu lượng, hiệu suất và công suất của bơm khi chuyển từ bơm nước sang bơm chất lỏng có độ nhớt cao.

Nếu các số liệu đo đạc nằm lân cận điểm hiệu suất lớn nhất (BEP) khi bơm nước (BEP-W), thì các hệ số C_H và C_Q có thể xác định trực tiếp trên Hình 1c). Đường thẳng nối giữa BEP-W và gốc đồ thị Q-H (H = 0 và Q = 0) được gọi là đặc tính loe rộng hoặc xoắn ốc. Số liệu thử nghiệm được ghi lại ở Tài liệu tham khảo [10] và [14] cho thấy BEPs đối với chất lỏng nhớt phụ thuộc vào đặc tính loe rộng và xoắn ốc này. Bởi vậy có thể coi một cách gần đúng là C_H bằng C_Q tại điểm BEPs đối với chất lỏng nhớt.

CHÚ DẪN:

1 Nước

2 Chất lỏng nhớt

3 Các đặc tính loe rộng hoặc xoắn ốc

Hình 1 - Sự thay đổi các đặc tính của bơm khi bơm chất lỏng nhớt

5.2. Phương pháp xác định các hệ số hiệu chỉnh

Các hệ số hiệu chỉnh có thể được xác định bằng thực nghiệm từ ngân hàng dữ liệu đo đạc về các loại bơm khác nhau với nước và chất lỏng với nhiều độ nhớt khác nhau hoặc có thể xác định từ một mô hình vật lý dựa trên phương pháp phân tích tổn thất năng lượng trong bơm. Các ví dụ về phương pháp phân tích tổn thất được cho trong Thư mục tài liệu tham khảo [7], [8], [9], [10] và [18].

Với số liệu hạn chế, phương pháp phân tích thực nghiệm và phương pháp phân tích tổn thất đưa ra các hàm hiệu chỉnh cột áp có chính xác tương đương nhau. Tuy nhiên, phương pháp phân tích tổn thất là đảm bảo được độ chính xác hơn trong việc xác định công suất yêu cầu để bơm chất lỏng nhớt. Đồng thời phương pháp này cho phép nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số thiết kế đến độ nhớt và tối ưu hóa việc lựa chọn bơm cũng như các đặc tính trong quá trình vận hành bơm với chất lỏng độ nhớt cao.

Cơ sở lý thuyết về nguyên lý của phương pháp phân tích tổn thất được nêu trong Điều 7. Việc sử dụng các phương pháp này cần nhiều thông số về kích thước của bơm, mà những thông số này thường sẽ được cung cấp cho người sử dụng. Khi những thông số này càng chi tiết, thì việc phân tích tổn thất đưa ra những đánh giá về tính năng của bơm với chất lỏng nhớt càng chính xác hơn.

Phương pháp này kết nối được các số liệu thực nghiệm tốt hơn phương pháp HI cũ đã được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới trong nhiều năm. Sai lệch tiêu chuẩn đối với hệ số hiệu chỉnh cột áp C_H là 0,1. Công suất nhớt tính toán P_vi_s có sai lệch tiêu chuẩn là 0,15.

Cơ sở lý thuyết

6.1. Phạm vi

Trong phần này giải thích cơ sở lý thuyết của các phương pháp phân tích tổn thất. Ngoài ra còn đưa ra phương pháp phân tích đánh giá NPSHR khi bơm làm việc với chất lỏng nhớt. Đây là phương pháp không sử dụng các số liệu thử nghiệm đã biết.

6.2. Cân bằng và tổn thất công suất

Phương trình cân bằng công suất của một bơm không tuần hoàn được nêu trong công thức (2), công thức này được áp dụng khi bơm nước cũng như bơm chất lỏng nhớt.

(2)

Trong công thức này (P) là công suất đầu vào tại khớp nối của bơm; (h_vol) là hiệu suất thể tích; (h_h) là hiệu suất thủy lực; (P_RR) là tổng tổn thất do ma sát giữa bánh công tác với vỏ bơm và trống hoặc đĩa cân bằng áp lực hướng trục, nếu có, và (P_m) là tổng tổn thất cơ khí ở các ổ đỡ hướng trục và hướng kính và các bộ phận làm kín trục.

Khi độ nhớt của chất lỏng được bơm tăng lên, thì số Reynolds giảm, làm cho các hệ số ma sát trong các đường dẫn thủy lực của bơm tăng giống như xảy ra đối với dòng chảy trong đường ống. Độ nhớt tăng lên sẽ ảnh hưởng đến tổn thất bơm như sau:

Tổn thất cơ khí, P_m hoàn toàn độc lập với độ nhớt của chất lỏng được bơm.

Tổn thất thủy lực tương tự như tổn thất do ma sát đường ống xuất hiện ở đường hút, ở bánh công tác, ở các phần dẫn hướng trên đường đẩy của bơm. Trong lý thuyết cơ bản về bơm rô to động lực, cột áp có ích (H) là hiệu số của cột áp lý thuyết ở bánh công tác (H_th) trừ đi tổn thất thủy lực (H_l). Theo Thư mục tài liệu tham khảo [9], [10] và [18], hệ số lệch dòng hoặc trượt dòng của bánh công tác nói chung không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi độ nhớt do đó cột áp lý thuyết (H_th) không bị ảnh hưởng. Như vậy tổn thất cột áp giảm do độ nhớt phụ thuộc trước hết tổn thất thủy lực của dòng chảy nhớt.

Tổn thất thủy lực bao gồm tổn thất do ma sát, là một hàm của số Reynolds (kích thước bơm, tốc độ rô to và ảnh hưởng của độ nhớt), độ nhám bề mặt của đường dẫn thủy lực, và tổn thất hòa trộn khi mô men dòng chảy biến đổi do phân bố vận tốc không đều. Sự phân bố vận tốc không đều như vậy hoặc tổn thất hỗn hợp là do tác động của công chuyển từ cánh dẫn, giảm tốc của chất lỏng, góc tới giữa dòng chất lỏng và cánh dẫn và thậm chí là chia cắt cục bộ dòng chảy.

Tổn thất thể tích do sự rò rỉ chất lỏng chảy qua khe hở giữa rô to và thân của bơm. Mức độ rò rỉ sẽ giảm xuống độ nhớt tăng lên, bởi vì khi đó hệ số ma sát ở các khe hở tăng lên còn hệ số Reynolds giảm xuống. Như vậy lưu lượng đi qua bơm sẽ tăng lên, từ đó làm tăng cột áp. Mức độ rò rỉ giảm đi sẽ làm thay đổi đường cong H-Q từ đó sẽ bù lại một số tổn thất thủy lực đã nêu ở trên. Ảnh hưởng này có tác dụng tốt đối với loại bơm nhỏ có tốc độ thấp với khe hở tương đối lớn khi bơm chất lỏng có độ nhớt động học dưới 100 cSt. Điều này có thể là lý do tại sao với mức độ tăng độ nhớt vừa phải sẽ không có ảnh hưởng nhiều đến cột áp. Trên thực tế, đôi khi có thể nhận thấy sự cải thiện một chút của cột áp khi độ nhớt tăng. Ví dụ, xem Thư mục tài liệu tham khảo [23].

Thông tin trong Thư mục tài liệu tham khảo [25] đã được sử dụng để tính toán thành công mức độ rò rỉ chất lỏng đi qua khe hở dọc trục.

Tổn thất do ma sát đĩa là một loại tổn thất ma sát khác xảy ra ở mọi bề mặt ướt quay trong bơm. Các tổn thất công suất liên quan (P_RR) ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của bơm khi bơm chất lỏng nhớt. Các tổn thất do ma sát đĩa sinh ra chủ yếu ở trên bề mặt các bánh công tác của kiểu bánh công tác kín và các chi tiết dùng để cân bằng áp lực hướng trục. Tổn thất tăng lên khi giảm số Reynolds hoặc tăng độ nhớt; tổn thất này có thể được tính từ các sách giáo khoa tiêu chuẩn. Các số liệu hiện tại được cho trong Thư mục tài liệu tham khảo [8].

Có thể lấy các thông tin hữu ích để tính toán tổn thất do ma sát đĩa và trống ma sát cho kết quả khá tương quan với các kết quả thực nghiệm, trong Thư mục tài liệu tham khảo [25], [26] và [27].

Lớp chất lỏng bám lại trên bề mặt bánh công tác cũng góp thêm một năng lượng hữu ích cho chất lỏng được bơm. Ảnh hưởng này có tác dụng bù đắp lại một số loại tổn thất thủy lực trình bày ở trên và cũng là nguyên nhân giải thích tại sao với độ nhớt vừa phải mà cột áp vẫn tăng lên trong một số trường hợp.

Tổn thất ma sát đĩa có ảnh hưởng lớn đến công suất tiêu thụ của bơm khi bơm chất lỏng nhớt. Ảnh hưởng của đường kính bánh công tác (d₂), số vòng quay (N), số vòng quay đặc trưng (n_s) và hệ số cột áp (y) thể hiện trong công thức (3).

(3)

Ảnh hưởng của độ nhớt lên hiệu suất thể hiện trên Hình 2 trong đó thể hiện quan hệ giữa tỷ số tổn thất ma sát đĩa (P_RR) và công suất hữu ích (P_u) theo độ nhớt, với các thông số số vòng quay đặc trưng n_s khác nhau. Trong trường hợp cụ thể này, tổn thất ma sát đĩa tăng lên khoảng 30 lần khi độ nhớt tăng lên từ 10^-⁶ đến 3 x 10^-3 m²/s (1 đến 3 000 cSt). Với độ nhớt 3 000 cSt, công suất ma sát đĩa lớn gấp gần 10 lần công suất hữu ích đối với số vòng quay đặc trưng n_s = 10 (N_s = 500) và bằng 50 % của P_u khi n_s = 45 (N_s = 2 300).

CHÚ DẪN:

X Độ nhớt động học m²/s

Y P_RR/P_u

1 n_s = 10 (N_s = 500)

2 n_s= 20 (N_s = 1 000)

3 n_s= 45 (N_s = 2 300)

Hình 2 - Tỷ số giữa tổn thất do ma sát đĩa và công suất hữu ích
(Thư mục tài liệu tham khảo [7] và [8])

Khi chỉ xem xét tới ảnh hưởng của tổn thất do ma sát đĩa đến hiệu suất, thì có thể lấy hệ số C_h_-RR theo đồ thị trên Hình 3. Đồ thị này cho thấy hiệu suất khi bơm chất lỏng nhớt phụ thuộc rất lớn vào số vòng quay đặc trưng khi chỉ xét tới ảnh hưởng của ma sát đĩa. Công suất tiêu thụ cũng bị ảnh hưởng tương tự.

Ảnh hưởng của nhiệt: Mọi tổn thất công suất đã loại trừ tổn thất cơ khí ngoài bơm, bị tiêu tán dưới dạng nhiệt độ cung cấp cho chất lỏng. Điều này làm tăng nhiệt độ cục bộ và làm giảm độ nhớt của chất lỏng so với độ nhớt khối ở nhiệt độ cửa hút của bơm. Sự tăng nhiệt cục bộ do ứng suất trượt cao chủ yếu ảnh hưởng tới tổn thất ma sát đĩa và hiệu suất thể tích. Với độ nhớt cao hơn khoảng 1 000 cSt, thì ảnh hưởng của tăng nhiệt cục bộ của chất lỏng là đáng kể, tuy nhiên mức độ ảnh hưởng không dễ dàng định lượng được.

Đường đặc tính công suất P = f(Q): Bởi vì cột áp lý thuyết và tổn thất cơ khí ít bị ảnh hưởng bởi độ nhớt, nên việc tăng công suất tiêu thụ khi bơm chất lỏng nhớt phần lớn là do tổn thất ma sát đĩa. Do đó, đường đặc tính công suất bơm chất lỏng nhớt P_vi_s = f (Q), bị dịch chuyển tương đối so với công suất khi bơm nước, P_w = f (Q), một giá trị hằng số bằng với độ tăng của tổn thất ma sát đĩa, ngoại trừ tại lưu lượng thấp như trên Hình 1.

Cột áp hút thực được yêu cầu (NPSHR) chịu ảnh hưởng bởi phân bố áp suất ở gần mép vào các cánh của bánh công tác. Phân bố áp suất này phụ thuộc vào số Reynolds và tổn thất thủy lực giữa mặt bích miệng hút bơm và đầu vào bánh công tác. Những tổn thất này tăng lên khi tăng độ nhớt và sẽ ảnh hưởng tới NPSHR. Các yếu tố khác ảnh hưởng tới NPSHR là đặc tính nhiệt động lực học của chất lỏng và sự xâm nhập hoặc khuếch tán bọt khí trong chất lỏng. Tác động qua lại giữa các yếu tố này được nêu trong 6.3. Một phương pháp xác định NPSHR đối với chất lỏng nhớt dựa trên các phân tích cũng được nêu trong 6.3.

CHÚ DẪN:

X Độ nhớt động học m²/s

Y C_h_-RR

1 n_s = 45 (N_S = 2 300)

2 n_s = 20 (N_S = 1 000)

3 n_s = 10 (N_S = 500)

Hình 3 - Ảnh hưởng của tổn thất do ma sát đĩa đến hệ số hiệu chỉnh độ nhớt cho hiệu suất
(Xem Thư mục tài liệu tham khảo [7] và [8])

Ảnh hưởng của độ nhớt đến tổn thất áp suất ở miệng ống hút và từ đó lên NPSHA cũng phải được xem xét.

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