Hiểu biết các thông số máy bơm nước cơ bản để lựa chọn hiệu quả

Máy bơm có rất nhiều loại khác nhau như bơm ly tâm, bơm piston, bơm màng, bơm trục vít,… mà mỗi loại máy bơm lại có rất nhiều thông số kỹ thuật liên quan, chúng ta bắt buộc phải nắm được để chọn đúng loại bơm theo yêu cầu của hệ thống.

Điều này cực kỳ khó khăn cho bạn khi không hiểu thông số máy bơm nước gồm có những thông số nào? Thông số nào là quan trọng ảnh hưởng đến hoạt động của máy bơm. Đừng lo, bài viết này sẽ giúp bạn xoá đi lo lắng đó, khi trình bày về các thông số máy bơm nước dùng trong công nghiệp hiện nay!

Phải biết về loại máy bơm muốn sử dụng

Thường, Việt Nhất nhận thấy mọi người chỉ biết mình cần mua máy bơm để bơm cái gì, không nhiều người nắm được các thông số cơ bản của máy bơm để lựa chọn thiết bị bơm phù hợp cho hệ thống sản xuất của mình.

Để có giải pháp bơm lưu chất (chất cần bơm) mà không phải đầu tư quá nhiều vào việc thay thế, bảo dưỡng máy bơm thì cần phải nắm rõ một số điểm cơ bản về thông số.

Các thông số cơ bản của máy bơm

Các thông số máy bơm nước cơ bản mà bạn cần phải nắm, phải hiểu ý nghĩa của chúng khi vận hành hay chọn mua máy bơm. Các thông số này rất quan trọng, chọn đúng thông số giúp hệ thống phát huy tối đa hiệu suất như tính toán kỹ thuật. Chọn sai sẽ ảnh hưởng lớn đến hệ thống, thậm chí có thể gây hư hỏng nhanh chóng máy bơm hay các đường ống…

Nguồn điện cấp

Với nguồn điện cấp, ít nhất bạn phải phân biệt được là có hai loại nguồn cấp trong thực tế, nguồn điện một pha và nguồn điện ba pha. Tương ứng với nguồn điện thì chúng ta sẽ có hai loại máy bơm theo nguồn cấp là máy bơm nước một pha và máy bơm nước ba pha.

Điện một pha dùng phổ biến trong dân dụng, gia đình. Điện 1 pha có điện áp là 220V, vì thế các máy bơm dùng trong dân dụng cũng là loại máy bơm 1 pha 220V.

Điện ba pha chủ yếu dùng trong khu nông nghiệp tưới tiêu, dùng trong các khu công nghiệp, trung tâm thương mại, cao ốc văn phòng… Điện áp của điện ba pha là 380V. Chính vì thế các máy bơm dùng điện ba pha cũng là loại bơm 3 pha 380V, những máy bơm nước này có công suất rất lớn để phục vụ cho nhu cầu sản xuất công nghiệp.

Công suất máy bơm (ký hiệu là P)

Công suất của động cơ: Động cơ tiêu tốn năng lượng lớn hơn bơm vì năng lượng được truyền từ động cơ đến bơm một phần bị tổn thất do quá trình là việc của động cơ, sự truyền động giữa trục động cơ và bơm, do ma sát trên trục.

Công suất của máy bơm là công suất tiêu hao để tạo ra lưu lượng Q và chiều cao áp lực H.Công suất (P) cũng thể hiện cho mức độ tiêu thụ điện của máy bơm, đơn vị thường là W, KW, hoặc HP.

Về cách hoán đổi thì chúng ta có 1HP bằng khoảng 0,746KW hay 746W, chúng ta thường gọi là bơm 1 ngựa ( =1HP) hay bơm 2 ký ( =2 kW)…

Công suất là một hệ số quan trọng ảnh hưởng đến độ mạnh hay yếu của máy bơm khi sử dụng. Khi tính toán chọn thiết bị cho hệ thống cần quan tâm đến công suất để chọn máy bơm cho đúng nhu cầu.

Lưu lượng nước ( ký hiệu là Q)

Lưu lượng là lượng nước được máy bơm đi trong một khoảng thời gian (đơn vị thường dùng là lít/phút, mét khối/giờ).

Thông số lưu lượng (Q) sẽ cho bạn biết với trường hợp cụ thể của bạn thì lượng nước bơm đầy bể trong khoảng bao nhiêu lâu. Với các yêu cầu trong hệ thống sản xuất công nghiệp, thì lưu lượng là một thông số vô cùng quan trọng, ảnh hưởng đến khả năng làm đầy bồn chứa của máy bơm.

Để biết thông số chính xác giữa lưu lượng và cột áp (cột áp = chiều sâu hút + chiều cao đẩy) ta cần phải xem biểu đồ cột áp và lưu lượng của máy bơm đó.

Cột áp (H) – Thông số máy bơm nước cơ bản

Chiều cao áp lực hay cột áp là chỉ số nói về khả năng đẩy cao/xa của máy bơm. Cột áp có thể tính từ khi chất lỏng đi từ miệng đầu hút đến miệng đầu xả của bơm và thường được tinh bằng mét cột chất lỏng (đôi khi cũng được tinh bằng mét cột nước) và được ký hiệu là H.

Áp suất hút Pv được quyết định bởi áp suất hơi bão hòa của chất lỏng Pbh do đó phụ thuộc vào nhiệt độ. Trong thực tế Pv>Pbh, do đó chiều cao hút phải thỏa mãn.

Cột áp H = chiều sâu hút + chiều cao đẩy

Ví dụ:

Máy bơm của bạn đặt cao hơn so với mực nước trong bể chứa là 1,5m, máy hút nước và đẩy lên vị trí cao hơn (chiều cao từ máy bơm đến bể chứa là 14m), cột áp trong trường hợp này bằng 1,5 + 14 = 15,5 m.

Nhiệt độ (t)

Nhiệt độ của lưu chất cần bơm và nhiệt độ khu vực máy bơm hoạt động được tính bằng °C.

Thường mọi người chọn bơm ít khi để ý thông số này, tuy nhiên nếu dùng bơm nước nóng như cấp nước lò hơi, hay dùng bơm để vận chuyển lưu chất nóng thì đây lại là một thông số quan trọng. Chúng ảnh hưởng đến độ bền của máy bơm cũng như đường ống dẫn nếu lưu chất có nhiệt độ quá cao. Biết được nhiệt độ lưu chất chúng ta sẽ có phương án chọn thiết bị bơm với loại vật liệu cấu tạo thích hợp.

Hiệu suất của máy bơm

Là đại lượng đặc trưng cho độ sử dụng hữu ích của năng lượng được truyền từ động cơ đến bơm, chuyển thành động năng để vận chuyển chất lỏng nên được gọi là hiệu suất của bơm.

⇒ Để làm việc an toàn người ta thường chọn công suất của bơm lớn hơn công suất tính toán khoảng 1 đến 2 cấp làm việc thực tế.

Tốc độ quay của bơm

Tốc độ quay có thể được định lượng bằng số vòng quay mà một hệ thống quay thực hiện trong một khoảng thời gian xác định. Đơn vị được sử dụng cho tốc độ quay là s – (vòng/s); tốc độ bơm thường được tính bằng min – (vòng/phút).

Do đó, tần số quay của trục bơm đặc trưng cho tốc độ quay của bơm (n). Không nên nhầm lẫn nó với tốc độ cụ thể (ns) và luôn được định nghĩa là một số dương.

Chiều quay của máy bơm được xác định là theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ và tách biệt với hướng quay xác định của bánh công tác, khi quay sang phải so với hướng của dòng vào, sẽ theo chiều kim đồng hồ.

Việc lựa chọn tốc độ quay của bơm có liên quan chặt chẽ đến các đặc tính của hệ thống thủy lực bơm (tốc độ, bánh công tác, tốc độ riêng), vì cần phải tính đến sức mạnh tổng thể và hiệu quả kinh tế của bơm và hệ thống truyền động. Hầu hết các máy bơm hoạt động ở tốc độ quay từ 1000 đến 3000 vòng/phút nhưng thường đạt vượt quá 6.000 vòng/phút với bộ truyền động tuabin và bánh răng đặc biệt.

Đường kính ống hút và ống xả

Đơn vị đường kính ống tính bằng mm hoặc inches, ký hiệu là ("), quy đổi 1” bằng khoảng 25mm.

Việc tính toán đường ống hút và xả phải được thực hiện một cách tỉ mỉ và cẩn thận. Vì kích thước đường ống sẽ ảnh hưởng đến lưu lượng, áp lực của lưu chất đi qua. Việc chọn đúng đường ống dẫn không chỉ đem lại hiệu quả lưu dẫn mà còn đem đến độ bền của hệ thống. Bạn có muốn suốt ngày phải đi cắt nối ống vì đường ống bị rò rỉ và bị phá vỡ vì không chịu được áp suất của bơm tạo ra không?

Độ sạch của nước (Partical density- Nồng độ hạt rắn của chất lỏng)

Nếu dung dịch bơm đi là nước thì ta gọi nó là độ sạch của nước.
Còn thông thường, trong kỹ thuật chuyên ngành thì nó được gọi là nồng độ hạt rắn của chất lỏng.

Khi lựa chọn máy bơm sử dụng phục vụ bơm nước bẩn, nước có lẫn cát hoặc hút bùn thì cần phải lựa chọn loại máy phù hợp, nếu không sẽ gây hư hỏng cánh bơm và buồng bơm.

Xem thêm: Độ nhớt chất lỏng là gì ? Ảnh hưởng đến hiệu suất máy bơm như thế nào

Khi bạn đã nắm được những thông số máy bơm nước cơ bản như: lưu lượng (Q), cột nước (H), công suất (P), số vòng quay (n) và độ cao hút nước cho phép (hs)… thì việc tự chọn máy bơm hoặc nhờ sự tư vấn của nhà cung cấp sẽ rất dễ dàng. Hiện nay, hầu như các nhà sản xuất máy bơm đều có các phần mềm tính toán chọn bơm cho khách hàng. Với các thông số đầu vào như trên, nhà cung cấp sẽ chọn cho bạn một dòng bơm tối ưu nhất về hiệu suất cũng như chi phí đầu tư.

Một số công thức tính toán về chiều cao cột áp cho bạn quan tâm đến cách tính như thế nào, Việt Nhất chia sẻ để bạn tham khảo thêm nhé!

Tính cột áp (H)

Như trình bày phần trên, chúng ta đã biết cột áp/cột nước là một trong các thông số cơ bản của máy bơm. Vậy thông số này trong lý thuyết được áp dụng công thức tính toán như thế nào:

Công thức tính cột nước (1–1) như sau:

Trong đó: 

• • p1, p2 — áp suất tuyệt đối ở các điểm đặt thiết bị đo
  • v1, v2 — tốc độ nước trong ống hút và ống đẩy
  • Z = Zm — Zb, khi Zm cao hơn Zb thì Z > 0, ngược lại thì Z < 0

Thiết bị đo chân không chỉ ra độ cao chân không Hck ở ống hút, bởi vậy cách tính của nó là :

Thiết bị đo áp lực chỉ ra áp lực dư trong ống đẩy:

Đặt các giá trị trên vào công thức (1–1) ta có :

Cần hiểu rằng khi đặt áp kế thấp hơn chân không kế thì giá trị (H) sẽ âm. Tổng ba thành phần Hak + Hck Z = HM đọc được từ áp kế, chân không kế.

Được biểu thị bằng mét cột nước và khoảng cách thẳng đứng giữa các điểm đặt dụng cụ đo, HM được gọi là "cột nước áp kế của máy bơm ". Tổng cột nước mà máy bơm cần phải sản sinh ra sẽ là:

Trong trường hợp ống hút và ống đẩy có cùng đường kính, nên v1 = v2, thì cột nước toàn phần của bơm bằng cột nước áp kế của bơm.

Nếu áp suất trên bề mặt chất lỏng ở hai bể là khác nhau thì máy bơm cần phải khắc phục hiệu số áp suất p = p2 — p1 và các tổn thất thủy lực trên 2 ống, khi đó tổng cột nước máy bơm cần phải sản sinh ra là:

Tính công suất máy bơm (N)

Các nhà sản xuất máy bơm thường ghi công suất trục máy bơm ngay trên tên máy hoặc trên thẻ. Đó là công suất động cơ truyền cho trục của máy bơm (tính bằng N) :

Với:

h: là hiệu suất của máy bơm

Ngoài công suất trục máy bơm còn có công suất thực tế máy bơm truyền cho chất lỏng để nâng một lưu lượng Q(m³/s) lên một độ cao H(m) gọi là công suất hữu ích Nhi :

Tính hiệu suất h (%) của máy bơm – Nếu chọn motor riêng cho bơm

Máy bơm nhận công suất trục do động cơ truyền tới N nhưng một phần công suất này bị tiêu hao trong lúc máy bơm chuyển vận, phần còn lại mới là công suất truyền trực tiếp cho chất lỏng. Vậy hiệu suất của bơm :

Vòng quay n (v/p) – Thông số máy bơm nước cơ bản

Thông số này thường có ghi sẵn trên máy rồi, chỉ là chúng ta cần quy đổi về đúng hệ số thôi. n là số vòng quay của máy bơm trong một phút (v/p)

Tính độ cao chân không ( Hck ) và độ dự trữ khí thực (h)

Dùng để biểu thị tính năng hút nước và vấn đề an toàn khí thực của bơm sẽ được đề cập cụ thể ở bảng dưới:

Máy bơm được lắp cần phải được điều chỉnh để vận hành ở chế độ có hiệu suất gần với giá trị cực đại để đảm bảo hiệu quả và tuổi thọ cho máy bơm

Hy vọng những chia sẻ trên giúp ích cho các bạn được trang bị thêm kiến thức về máy bơm
Nếu vẫn đang băn khoăn về việc tính toán các thông số cơ bản của máy bơm, hãy liên hệ ngay hoặc bình luận bên dưới để Việt Nhất giải đáp giúp bạn.

Việt Nhất luôn sẵn sàng lắng nghe để hỗ trợ bạn.