Chỉ số hút sâu NPSH là một biện pháp quan trọng được sử dụng bởi các kỹ sư máy bơm ly tâm và người vận hành máy bơm. Nó là một vấn đề của năng lượng áp suất trong chất lỏng cho phép chất lỏng được đưa vào mắt của bánh công tác ở giai đoạn đầu.
Vậy NPSH là gì? Bài viết này sẽ giải thích cho bạn!
NPSH là gì?
Biên độ đầu hút dương thuần (NPSH) hay chỉ số hút sâu là một yếu tố quan trọng thường bị bỏ qua khi chọn máy bơm. Đó là sự khác biệt giữa NPSH có sẵn (NPSHa) tại đầu vào của máy bơm và NPSH yêu cầu (NPSHr) của máy bơm để hoạt động mà không bị xâm thực. Hốc nước là sự hình thành các bong bóng ở đầu vào của máy bơm, sau đó là sự sụp đổ đột ngột của chúng, có thể gây ra thiệt hại vĩnh viễn. Giá trị NPSH phải là số dương để tránh xâm thực.
NPSH là gì?
Các nhà thiết kế máy bơm sử dụng NPSH để đảm bảo rằng máy bơm sẽ hoạt động mà không có hư hỏng bên trong do xâm thực trong tất cả các điều kiện vận hành quy định.
NPSH có thể được định nghĩa thành hai phần:
- NPSHA: Áp suất tuyệt đối tại cửa hút của máy bơm.
- NPSHR: Áp suất tối thiểu cần thiết tại cửa hút của máy bơm để giữ cho máy bơm không bị bay hơi.
NPSH hay chỉ số hút sâu là một chỉ số rất quan trọng của hệ thống bơm. NPSHA của hệ thống phải cao hơn NPSHR của máy bơm để có hiệu suất máy bơm phù hợp và để loại bỏ nguy cơ xâm thực, có thể làm hỏng máy bơm trong thời gian ngắn và ngừng hoạt động phụ thuộc vào máy bơm đó.
NPSH liên quan như thế nào đến vận hành máy bơm?
Máy bơm hoạt động bằng cách tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa đầu vào và đầu ra — áp suất cao ở đầu vào làm cho chất lỏng chảy về phía áp suất thấp ở đầu ra. Khi chất lỏng chảy qua máy bơm, nó chịu áp suất giảm dần đều dọc theo đường dẫn dòng chảy. Nếu áp suất ở đầu vào thấp hơn áp suất hơi của chất lỏng, các bong bóng sẽ hình thành ở đầu vào.
Chọn bơm dựa trên NPSH
Những bong bóng này xẹp xuống nhanh chóng bên trong máy bơm khi chúng di chuyển về phía đầu ra. Sự xâm thực này khiến máy bơm hoạt động ồn ào, tạo ra âm thanh giống như tiếng sỏi trong máy trộn bê tông. Các bọt trong chất lỏng cũng làm giảm công suất của máy bơm. Quan trọng nhất, sự xâm thực sẽ loại bỏ các vết nhỏ của vật liệu từ các thành bên trong máy bơm, làm rỗ các bề mặt và gây ra hư hỏng vĩnh viễn cho máy bơm.
Kiểm tra đầu hút dương tính thuần
Các nhà sản xuất máy bơm sẽ chạy các bài kiểm tra hiệu suất máy bơm trong giai đoạn kỹ thuật. Các thử nghiệm này được kiểm soát cẩn thận và chúng sử dụng các điểm dòng chảy không đổi và các điều kiện hút khác nhau.
Dữ liệu họ thu thập trong các điều kiện được kiểm soát này cho phép họ xác định các đường cong NPSHr cho bất kỳ máy bơm ly tâm nhất định nào. Hầu hết các nhà sản xuất đều tuân theo các tiêu chuẩn NPSHr do Viện Thủy lực đặt ra.
Cách sử dụng NPSH để chọn máy bơm
NPSHr – NPSH cần thiết để máy bơm hoạt động bình thường, phụ thuộc vào thiết kế máy bơm, tốc độ quay của cánh bơm và tuổi của nó. Rỗ cũng phụ thuộc vào độ cứng của vật liệu cấu tạo của máy bơm.
NPSHa – NPSH có sẵn ở đầu vào – hoàn toàn phụ thuộc vào môi trường vận hành, bao gồm cả nhiệt độ của chất lỏng được bơm. Như đã giải thích ở trên, điều quan trọng là phải duy trì tỷ suất dương giữa NPSHa và NPSHr.
Theo nguyên tắc chung, hãy đảm bảo rằng NPSHr nhỏ hơn NPSHa hoặc bằng 10% NPSHa. Ví dụ: nếu NPSHr là 10 mét, thì NPSHa ít nhất phải là 15 mét.
Tính toán NPSHa cần xem xét nhiệt độ của chất lỏng và khoảng cách giữa máy bơm và nguồn hút. Sự tạo khoang xảy ra dễ dàng hơn ở nhiệt độ cao hơn vì áp suất hơi tăng theo nhiệt độ. Nếu nguồn hút ở bên dưới máy bơm, khoảng cách thẳng đứng giữa hai nguồn sẽ làm giảm NPSHa ở đầu vào của máy bơm.
Cần đo áp suất chính xác bằng đồng hồ áp suất để đảm bảo lựa chọn được loại máy bơm phù hợp với công việc.
NPSH
Phương trình tính toán NPSHa
Đồng hồ đo áp suất đo áp suất so với áp suất khí quyển. Số đọc của đồng hồ đo áp suất được gọi là áp suất đồng hồ. Áp suất khí quyển, danh định là 14,7 psi ở mực nước biển, được thêm vào áp suất đo để có được áp suất tuyệt đối. Vì vậy:
Áp suất tuyệt đối = Áp suất đo + Áp suất khí quyển
Áp suất hơi của chất lỏng được biểu thị bằng áp suất tuyệt đối. Vì vậy, áp suất tuyệt đối được sử dụng để tính NPSHa theo công thức:
NPSHa = Ha – Hvp
Trong đó:
- Ha = áp suất tuyệt đối của chất lỏng tại đầu vào của bơm
- Hvp = áp suất hơi tuyệt đối của chất lỏng ở nhiệt độ vận hành
Sử dụng công thức này đảm bảo chọn được máy bơm có NPSHr nhỏ hơn 10% NPSHa.
Sưu tầm và biên soạn: https://thegioivancongnghiep.com/