Tính toán thông số bơm sẽ giúp cho người dùng chọn được máy bơm phù hợp nhất. Tuy nhiên cách tính các thông số này như nào không phải ai cũng biết. Sau đây Quang Phước sẽ hướng dẫn tính toán thông số bơm theo cách đơn giản nhất. Hãy cùng theo dõi nhé!
Công thức tính toán thông số bơm cơ bản
Lưu lượng
Lưu lượng của bơm được đo bằng thể tích của chất lỏng được bơm trong một đơn vị thời gian nhất định (m3/p or m3/s).
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 + vd2/2g
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)
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%
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.
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.
Cách tính toán thông số bơm cấp nước cho gia đình
Trong trường hợp: Nhà cao 3 tầng lầu, mỗi lầu 3,5m. Bơm hút sâu 2m, đẩy xa 10m. Bồn chứa tầng mái có thể tích 1m3 và sử dụng điện áp 1 pha 220v. Đường kính ống hút và xả là 34mm, vật liệu nhựa uPVC.
Từ các thông số đó ta có thể tính:
Bồn chứa 1m3, lưu lượng mong muốn 2m3/h thì sẽ mất 30 phút để bơm đầy bồn 1m3 lần đầu và mất 15 phút bơm đầy cho những lần sau, do các lần sau sẽ canh mức nước còn nửa bồn phao tín hiệu sẽ gọi bơm chạy
Với Q= 2m3/h thì áp thất thoát cho toàn tuyến ống hút có đường kính 34m là 2m/100m
=>2m hút sâu + 10m đẩy xa + 3 tầng lầu 10.5m =22.5m x 2 / 100= 0.45m (1)
Chiều cao bơm cần vượt qua 3 lầu= 10.5m (2)
Áp yêu cầu đầu xả =5m (3)
Hệ số an toàn = 1.1 (4)
Hmax = (1 + 2 + 3) * 4
= 0.45 + 10.5 + 5) * 1.1
= 15.95 * 1.1
=17.545m ~18m
Vậy ta cho bơm có điểm làm việc Q=2m3/h, H= 18m để bơm cho nhà 3 lầu, bồn chứa 1m3/h và điện áp 220v
Những lưu ý khi tính toán thông số bơm
Mỗi hệ thống đều có các thông số khác nhau vì vậy cách tính áp lực nước thất thoát cho toàn tuyến ống sẽ khác nhau.
- Không nên tính cách thất thoát theo kinh nghiệm là 10m ống ngang là 1 mét đứng
- Đối với hệ thống cấp nước công nghiệp có ống dài xa ngoài áp lực thất thoát toàn tuyến ống ra còn cần tính tới thất thoát cho các đoạn cong, van…
- Lưu lượng tỉ lệ thuận với áp thất thoát, tức lưu lượng tăng thì áp thất thoát sẽ càng tăng đồng nghĩa phải chọn bơm lớn.
Thực tế, chi phí vận hàng máy bơm như sau:
- Ống lớn – Bơm nhỏ => chi phí vận hành thấp
- Ống nhỏ – Bơm lớn => chi phí vận hành cao
- Ống lớn – Bơm Lớn => chi phí vận hành bơm rất cao
- Ống nhỏ – Bơm nhỏ => nước không đủ
Trên đây là cách tính toán thông số bơm đơn giản nhất mà bất kỳ ai cũng có thể thực hiện được. Nếu có vấn đề gì thắc mắc, hãy liên hệ Quang Phước để được tư vấn.
