Hiệu suất hoạt động của bơm ly tâm

Nguyên lý hoạt động của máy bơm ly tâm Nguyên lý hoạt động của máy bơm ly tâm Dựa trên tác động của lực ly tâm. Khi cánh quạt quay với tốc độ cao, chất lỏng bị đẩy từ tâm cánh quạt ra rìa ngoài dưới tác động của lực ly tâm, nhờ đó thu được động năng và năng lượng áp suất. Quy trình hoạt động cụ thể như sau: 1. Chất lỏng đi vào khu vực trung tâm của cánh quạt thông qua cửa hút của máy bơm. 2. Sự quay của cánh quạt tạo ra lực ly tâm, khiến chất lỏng di chuyển từ tâm cánh quạt ra mép ngoài dọc theo các đường đi của cánh quạt. 3. Chất lỏng thu được động năng và năng lượng áp suất bên trong cánh bơm và sau đó được xả vào vỏ bơm. 4. Bên trong vỏ bơm, một phần động năng của chất lỏng được chuyển đổi thành năng lượng áp suất và cuối cùng chất lỏng được xả ra ngoài qua cửa xả. Trong quá trình vận hành bơm ly tâm, cánh bơm hoạt động bằng cách chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng của chất lỏng. Khi chất lỏng chảy qua cánh bơm, cả áp suất và vận tốc đều tăng. Theo phương trình Bernoulli, sự gia tăng tổng năng lượng của chất lỏng chủ yếu được biểu hiện bằng sự gia tăng năng lượng áp suất, cho phép bơm ly tâm vận chuyển chất lỏng lên độ cao lớn hơn hoặc vượt qua lực cản lớn hơn của hệ thống. Điều quan trọng cần lưu ý là điều kiện tiên quyết để bơm ly tâm hoạt động bình thường là khoang bơm phải được đổ đầy chất lỏng. Lý do là vì lực ly tâm chỉ tác động lên chất lỏng chứ không tác động lên chất khí. Nếu có không khí trong khoang bơm, bơm sẽ không thể tạo áp suất bình thường, dẫn đến hiện tượng "khóa hơi", cuối cùng dẫn đến hiện tượng xâm thực. Phân tích nguyên nhân gây ra hiện tượng rỗ khí ở bơm ly tâm 1. Áp suất đầu vào không đủ hoặc áp suất đầu vào không đủ Môi trường đầu vào không đủ là một trong những nguyên nhân phổ biến nhất gây ra hiện tượng xâm thực ở bơm ly tâm. Các trường hợp sau đây có thể dẫn đến môi trường đầu vào không đủ: a. Mức chất lỏng thấp: Khi mực chất lỏng trong hồ bơi, bể chứa hoặc thùng chứa giảm xuống dưới ống hút của máy bơm hoặc mức hiệu quả tối thiểu, máy bơm có thể hút không khí thay vì chất lỏng, dẫn đến hiện tượng sủi bọt. b. Lực hút quá mức: Đối với bơm ly tâm không tự mồi, nếu độ cao lắp đặt vượt quá độ cao hút cho phép, ngay cả khi ống hút được nhúng trong chất lỏng, bơm vẫn không thể hút chất lỏng lên, dẫn đến tình trạng thiếu chất lỏng bên trong bơm. Theo nguyên lý vật lý, độ cao hút tối đa lý thuyết của bơm ly tâm không tự mồi là khoảng 10 mét cột nước (giá trị áp suất khí quyển). Tuy nhiên, xét đến các tổn thất khác nhau, độ cao hút thực tế thường dưới 6-7 mét. c. Áp suất đầu vào không đủ: Trong các ứng dụng yêu cầu áp suất đầu vào dương, nếu áp suất đầu vào được cung cấp thấp hơn giá trị yêu cầu, máy bơm có thể không cung cấp đủ chất lỏng, gây ra hiện tượng sủi bọt. d. Thiết kế hệ thống kém: Trong một số thiết kế hệ thống, nếu đường ống hút quá dài, đường kính ống quá nhỏ hoặc có quá nhiều khúc cua, sức cản của đường ống sẽ tăng lên, làm giảm áp suất đầu vào và ngăn máy bơm ly tâm hút chất lỏng đúng cách. Các nghiên cứu điển hình cho thấy khoảng 35% sự cố bơm ly tâm trong ngành công nghiệp hóa dầu là do môi trường đầu vào không phù hợp hoặc áp suất đầu vào không đủ. Vấn đề này đặc biệt phổ biến trong các hệ thống vận chuyển dầu do độ nhớt và áp suất hơi cao của các sản phẩm dầu. 2. Tắc nghẽn ở đường ống đầu vào Tắc nghẽn đường ống đầu vào là một nguyên nhân phổ biến khác gây ra hiện tượng rỗ khí ở bơm ly tâm. Các biểu hiện cụ thể bao gồm: a. Màn hình hoặc bộ lọc bị tắc: Trong quá trình vận hành lâu dài, lưới lọc hoặc bộ lọc trong đường ống đầu vào có thể dần bị tắc nghẽn do tạp chất hoặc cặn bẩn, hạn chế dòng chảy của chất lỏng. b. Sự hình thành cặn bên trong đường ống: Đặc biệt khi xử lý nước cứng, nước có hàm lượng ion canxi và magie cao hoặc các chất lỏng hóa học cụ thể, cặn hoặc cặn tinh thể có thể hình thành trên thành bên trong của đường ống, làm giảm đường kính hiệu quả theo thời gian. c. Vật thể lạ xâm nhập: Việc vô tình đưa các vật thể như lá cây, túi ni lông hoặc cây thủy sinh vào đường ống hút có thể làm tắc các khuỷu hoặc van, cản trở dòng chảy của chất lỏng. d. Van đóng một phần: Các lỗi vận hành, chẳng hạn như không mở hoàn toàn các van trong đường ống hút hoặc trục trặc van bên trong, cũng có thể dẫn đến lưu lượng không đủ. e. Hỏng van chân: Trong các hệ thống được trang bị van chân, nếu van chân bị trục trặc (ví dụ, lò xo bị biến dạng hoặc bề mặt gioăng bị hỏng), điều này có thể ảnh hưởng đến khả năng hút chất lỏng đúng cách của máy bơm. Dữ liệu thống kê cho thấy khoảng 25% trường hợp bọt khí do bơm ly tâm trong hệ thống cấp thoát nước đô thị là do tắc nghẽn đường ống đầu vào. Vấn đề này đặc biệt phổ biến trong các hệ thống xử lý nước thải có hàm lượng chất rắn lơ lửng cao.     3. Loại bỏ không khí không hoàn toàn khỏi khoang bơm Việc loại bỏ không hoàn toàn không khí khỏi khoang bơm là nguyên nhân quan trọng gây ra hiện tượng rỗ khí trong bơm ly tâm. Các biểu hiện chính bao gồm: a. Không chuẩn bị đầy đủ trước khi khởi động ban đầu: Sau khi lắp đặt ban đầu hoặc ngừng hoạt động trong thời gian dài, bơm ly tâm phải được mồi để loại bỏ không khí khỏi thân bơm. Nếu mồi không đủ, không khí còn sót lại có thể ngăn bơm đạt được áp suất vận hành bình thường. b. Khả năng tự mồi không đủ: Máy bơm ly tâm không tự mồi không thể tự xả khí mà phải phụ thuộc vào mồi bên ngoài. Mặc dù một số máy bơm tự mồi có khả năng tự mồi nhất định, nhưng phương pháp khởi động không đúng cách hoặc độ cao mồi quá lớn có thể dẫn đến việc xả khí kém. c. Rò rỉ không khí trong hệ thống đường ống: Các vết nứt nhỏ ở các kết nối đường ống hút, điểm bịt ​​kín hoặc đường ống cũ có thể khiến không khí xâm nhập vào hệ thống dưới áp suất âm. Điều này đặc biệt nguy hiểm vì ngay cả khi bơm được mồi đúng cách ban đầu, không khí vẫn có thể tích tụ theo thời gian, cuối cùng gây ra hiện tượng xâm thực. d. Lỗi phớt: Phớt trục bị mòn hoặc lắp đặt không đúng cách (ví dụ: phớt cơ khí hoặc phớt đóng gói) có thể khiến không khí bên ngoài xâm nhập vào máy bơm, đặc biệt là khi áp suất phía hút thấp hơn áp suất khí quyển. Trong các ứng dụng công nghiệp, khoảng 20% ​​trường hợp hiện tượng sủi bọt khí của bơm ly tâm là do không loại bỏ hết không khí ra khỏi khoang bơm. Vấn đề này đặc biệt phổ biến trong quá trình khởi động ban đầu sau khi lắp đặt hoặc bảo trì. 4. Nguyên nhân khác Ngoài những nguyên nhân chính nêu trên, còn có những yếu tố khác cũng có thể dẫn đến hiện tượng rỗ khí ở bơm ly tâm: a. Sự bay hơi của chất lỏng: Khi xử lý chất lỏng có nhiệt độ cao hoặc dễ bay hơi, nếu áp suất đường ống hút giảm xuống dưới áp suất hơi bão hòa của chất lỏng ở nhiệt độ đó, chất lỏng có thể bốc hơi, tạo thành bọt khí. Điều này có thể ngăn bơm hút chất lỏng hoặc gây ra hiện tượng xâm thực. b. Lỗi vận hành: Các yếu tố của con người, chẳng hạn như vận hành van không đúng cách hoặc không tuân theo quy trình khởi động, có thể dẫn đến hiện tượng sủi bọt khí ở bơm. c. Sự cố hệ thống điều khiển: Trong hệ thống điều khiển tự động, lỗi ở cảm biến mức, cảm biến áp suất hoặc lỗi trong logic lập trình PLC có thể khiến máy bơm khởi động hoặc hoạt động trong điều kiện không phù hợp, dẫn đến hiện tượng xâm thực. d. Các vấn đề về nguồn điện hoặc động cơ: Trình tự pha nguồn không chính xác gây đảo ngược động cơ có thể khiến bơm không hút được chất lỏng đúng cách. Điện áp không ổn định gây ra dao động tốc độ động cơ cũng có thể làm gián đoạn hoạt động bình thường của bơm. e. Tác động của nhiệt độ: Trong điều kiện môi trường khắc nghiệt, chẳng hạn như vùng lạnh, việc cách nhiệt không đủ có thể khiến chất lỏng trong đường ống đóng băng, cản trở dòng chảy. Trong môi trường nhiệt độ cao, chất lỏng có thể bốc hơi, tạo thành khóa hơi. Nghiên cứu chỉ ra rằng những nguyên nhân khác này chiếm khoảng 20% ​​các trường hợp rỗ khí bơm ly tâm. Mặc dù tỷ lệ này tương đối nhỏ, nhưng chúng có thể là những yếu tố quan trọng trong các tình huống hoặc điều kiện cụ thể và không nên bỏ qua.

Hướng dẫn toàn diện về máy bơm ly tâm hóa chất: Từ tính năng đến lắp đặt   1. Tổng quan về máy bơm ly tâm hóa chất Máy bơm ly tâm hóa chất, là trợ thủ đáng tin cậy trong ngành công nghiệp hóa chất, đã trở nên phổ biến rộng rãi nhờ các đặc tính hiệu suất vượt trội, chẳng hạn như khả năng chống mài mòn, lưu lượng nước đầu ra đồng đều, vận hành ổn định, tiếng ồn thấp, dễ điều chỉnh và hiệu suất cao. Nguyên lý hoạt động của chúng liên quan đến việc tạo ra lực ly tâm khi cánh bơm quay trong khi bơm được nạp nước. Lực này đẩy nước trong các kênh cánh bơm ra ngoài vỏ bơm. Sau đó, áp suất tại tâm cánh bơm giảm dần cho đến khi xuống dưới áp suất trong ống đầu vào. Dưới sự chênh lệch áp suất này, nước từ bể hút liên tục chảy vào cánh bơm, cho phép bơm duy trì khả năng hút và cấp nước. Với nhu cầu ngày càng tăng đối với bơm ly tâm hóa chất trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, việc tìm hiểu sâu hơn về các chi tiết kỹ thuật của chúng là điều cần thiết. Tiếp theo, An Huy Shengshi Datang sẽ cùng bạn khám phá 20 câu hỏi và câu trả lời kỹ thuật về máy bơm ly tâm hóa chất, hé lộ những bí ẩn kỹ thuật đằng sau chúng.   2. Đặc điểm hiệu suất của máy bơm ly tâm hóa chất Bơm ly tâm hóa học được ưa chuộng nhờ khả năng chống mài mòn, lưu lượng nước đầu ra đồng đều và nhiều tính năng khác. Chúng sở hữu nhiều đặc tính, bao gồm khả năng thích ứng với các yêu cầu của quy trình hóa học, khả năng chống ăn mòn, chịu được nhiệt độ cao và thấp, khả năng chống mài mòn và xói mòn, vận hành đáng tin cậy, ít hoặc không rò rỉ, và khả năng vận chuyển chất lỏng trong điều kiện khắc nghiệt.   3. Chi tiết kỹ thuật của máy bơm ly tâm hóa chất a. Định nghĩa và phân loại Bơm ly tâm hóa học là thiết bị tạo ra lực ly tâm thông qua chuyển động quay của cánh bơm và có thể được phân loại thành bơm cánh gạt, bơm dịch chuyển tích cực, v.v. Dựa trên nguyên lý hoạt động và cấu trúc, bơm hóa chất được phân loại thành bơm cánh gạt, bơm dịch chuyển tích cực và các dạng khác. Bơm cánh gạt sử dụng lực ly tâm tạo ra bởi chuyển động quay của cánh bơm để tăng cường năng lượng cơ học của chất lỏng, trong khi bơm dịch chuyển tích cực vận chuyển chất lỏng bằng cách thay đổi thể tích buồng làm việc. Ngoài ra, còn có các loại đặc biệt như bơm điện từ, sử dụng hiệu ứng điện từ để vận chuyển chất lỏng dẫn điện, cũng như bơm phản lực và bơm khí nén sử dụng năng lượng chất lỏng để vận chuyển chất lỏng. b. Ưu điểm và thông số hiệu suất Máy bơm ly tâm Máy bơm ly tâm có lưu lượng cao, bảo trì đơn giản và các chỉ số cốt lõi như công suất đầu ra và hiệu suất. Máy bơm ly tâm thể hiện một số ưu điểm đáng chú ý trong ứng dụng. Thứ nhất, đầu ra đơn của chúng cung cấp lưu lượng lớn và liên tục mà không bị dao động, đảm bảo vận hành trơn tru. Thứ hai, kích thước nhỏ gọn, thiết kế nhẹ và diện tích chiếm chỗ nhỏ giúp giảm chi phí cho nhà đầu tư. Thứ ba, cấu trúc đơn giản, ít bộ phận dễ hỏng và chu kỳ bảo trì dài giúp giảm thiểu công sức vận hành và sửa chữa. Hơn nữa, máy bơm ly tâm có khả năng điều chỉnh tuyệt vời và vận hành đáng tin cậy. Đáng chú ý, chúng không cần bôi trơn bên trong, đảm bảo độ tinh khiết của chất lỏng được vận chuyển mà không bị nhiễm bẩn bởi chất bôi trơn.   c. Các loại tổn thất và hiệu quả Tổn thất thủy lực chính bao gồm tổn thất xoáy, tổn thất lực cản và tổn thất va đập, trong đó hiệu suất là tỷ số giữa công suất hiệu dụng và công suất trục. Tổn thất thủy lực trong bơm ly tâm, còn được gọi là tổn thất lưu lượng, đề cập đến sự khác biệt giữa cột áp lý thuyết và cột áp thực tế. Những tổn thất này xảy ra do ma sát và va đập trong quá trình chất lỏng chảy bên trong bơm, chuyển đổi một phần năng lượng thành nhiệt hoặc các dạng tổn thất năng lượng khác. Tổn thất thủy lực trong bơm ly tâm chủ yếu bao gồm ba thành phần: tổn thất xoáy, tổn thất lực cản và tổn thất va đập. Những tác động kết hợp này tạo ra sự khác biệt giữa áp suất lý thuyết và áp suất thực tế. Hiệu suất của bơm ly tâm, còn được gọi là hiệu suất cơ học, là tỷ số giữa công suất hiệu dụng và công suất trục, phản ánh mức độ tổn thất năng lượng trong quá trình vận hành. d. Tốc độ và sức mạnh Tốc độ ảnh hưởng đến lưu lượng và cột áp, với công suất được đo bằng watt hoặc kilowatt. Tốc độ của bơm ly tâm đề cập đến số vòng quay mà rô-to bơm hoàn thành trên một đơn vị thời gian, được đo bằng vòng/phút (vòng/phút). Công suất của bơm ly tâm, hay năng lượng được truyền đến trục bơm bởi động cơ chính trên một đơn vị thời gian, còn được gọi là công suất trục, thường được đo bằng watt (W) hoặc kilowatt (KW). e. Cột áp và lưu lượng Khi tốc độ thay đổi, lưu lượng và cột áp thay đổi theo tỷ lệ bình phương hoặc lập phương. Việc điều chỉnh tốc độ của bơm ly tâm sẽ làm thay đổi cột áp, lưu lượng và công suất trục. Đối với môi chất không đổi, tỷ lệ lưu lượng trên tốc độ lớn hơn tốc độ, trong khi tỷ lệ cột áp trên tốc độ bằng bình phương tỷ lệ tốc độ. Trong khi đó, tỷ lệ công suất trục trên tốc độ bằng lập phương tỷ lệ tốc độ. f. Số lượng lưỡi dao và vật liệu Số lượng cánh quạt thường dao động từ 6 đến 8 cánh, với vật liệu yêu cầu khả năng chống ăn mòn và độ bền cao. Số lượng cánh quạt trên cánh bơm ly tâm là một thông số quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất bơm. Thông thường, số lượng cánh quạt được thiết lập dựa trên các ứng dụng và nhu cầu cụ thể, đảm bảo hoạt động hiệu quả và ổn định. Vật liệu sản xuất phổ biến bao gồm gang xám, gang silic chịu axit, gang nhôm chịu kiềm, thép không gỉ crom, v.v. g. Vỏ và cấu trúc bơm Vỏ bơm thu thập chất lỏng và tăng áp suất, với các cấu trúc phổ biến bao gồm thiết kế kiểu tách ngang. Vỏ bơm đóng vai trò quan trọng trong bơm ly tâm. Nó không chỉ thu thập chất lỏng mà còn giảm dần vận tốc chất lỏng thông qua các thiết kế kênh dẫn cụ thể. Quá trình này chuyển đổi hiệu quả một phần động năng thành áp suất tĩnh, tăng áp suất chất lỏng đồng thời giảm thiểu tổn thất năng lượng do các kênh dẫn quá khổ. Các cấu trúc vỏ bơm phổ biến bao gồm thiết kế kiểu tách ngang, kiểu tách dọc, kiểu tách nghiêng và kiểu thùng.   Với sự cập nhật liên tục về công nghệ quy trình trong các doanh nghiệp hóa chất, yêu cầu về sự vận hành ổn định của bơm ly tâm hóa học ngày càng khắt khe hơn. Những loại bơm này đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp hóa chất, nơi độ ổn định hiệu suất của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến sự vận hành trơn tru của toàn bộ quy trình sản xuất. Do đó, việc hiểu rõ và lựa chọn hợp lý các kết cấu đỡ vỏ bơm là điều cần thiết để đảm bảo bơm ly tâm hóa học vận hành ổn định.