Bơm ly tâm phần 5: Xâm thực (Cavitation) nguyên nhân và cách phòng chống

Biên dịch Thanh Sơn, bản quyền thuộc về baoduongcokhi.com

Làm thế nào để các lực thủy lực được tạo ra tại các vòng mòn làm cho máy bơm của bạn trở nên đáng tin cậy hơn?

Khi bạn làm việc với một bơm ly tâm trong xưởng sửa chữa của mình, hãy xem xét vai trò của các vòng mòn (wear ring) và ống lót tiết lưu (throttle busing). Vì chúng tạo ra các lực để ổn định trong bơm nhờ Hiệu ứng Lomakin. Khi bạn giảm khe hở vòng mòn và ống lót bằng vật liệu tổng hợp (composite) hay phi kim, bạn có thể tối đa hóa các lực này và làm cho bơm của bạn đáng tin cậy hơn.

Xem thêm:

Cấu tạo và nguyên lý làm việc của bơm ly tâm (phần 1)

Bơm ly tâm phần 2: Phân loại bơm - Centrifugal pump classification

Bơm ly tâm, phần 3: Các thông số Cột áp Head, NPSH, NPSHa và NPSHr

Bơm ly tâm, phần 4: đường cong đặc tính pump curve, cách mồi bơm primer

Bơm ly tâm phần 5: Xâm thực (Cavitation) nguyên nhân và cách phòng chống

Bơm ly tâm phần 6: tết chèn làm kín packing box, lantern ring

Bơm ly tâm phần 7: cấu tạo nguyên lý làm việc phớt cơ khí Mechanical seal

Hiệu ứng Lomakin là gì?

Hiệu ứng Lomakin là một lực được tạo ra tại các  vòng mòn  wear ring và  ống lót tiết lưu, throat  bushing trong một bơm ly tâm. Lực này là kết quả của sự phân bố áp suất không đều xung quanh chu vi của vòng mòn và ống lót trong thời gian tâm rôto bị lệch so với tâm thân bơm.

Hình sau cho thấy sự lệch trục tạo ra sự phân bố áp suất không đều như thế nào. Khi chất lỏng đi vào khe hở giữa rôto và vòng mòn, nó sẽ tăng tốc khi đi từ đầu áp suất cao đến đầu áp suất thấp. Do sự lệch tâm của rôto, có khe hở lớn ở một bên của vòng mòn hơn phía bên đối diện. Vận tốc dòng chảy cục bộ cao hơn ở phía có khe hở lớn hơn và vận tốc dòng chảy thấp hơn ở phía có khe hở nhỏ hơn. Vận tốc cao hơn dẫn đến áp suất thấp dòng chảy hơn; Vận tốc thấp hơn dẫn đến áp suất dòng chảy cao hơn, tạo ra lực hiệu chỉnh dòng tác động theo hướng ngược lại với hướng lệch của trục.

Hình sau cho thấy sự lệch trục tạo ra sự phân bố áp suất không đều như thế nào.

Nói cách khác, khi máy bơm của bạn bị lệch tâm trục, có một "độ cứng" thủy lực (hay gọi là Độ cứng Lomakin) được tạo ra để chống lại sự lệch tâm trục. Độ cứng Lomakin (k Lomakin) đối với vòng mòn hoặc  ống lót tiết lưu  được biểu thị bằng công thức sau:

k Lomakin  = (R L ∆P / c) K (N/mm)

Trong đó:

R = Bán kính vòng mòn (mm)
L = Chiều dài vòng mòn (mm)
∆P = Áp suất chênh lệch (MPa)
c = Khe hở hướng kính (mm)
K = hệ số độ cứng không thứ nguyên

Biến số duy nhất bạn có thể dễ dàng thay đổi trong phương trình này là khe hở c. Nếu bạn giảm khe hở của vòng mòn đi 50%, bạn sẽ tăng gấp đôi độ cứng Lomakin. Điều đó giúp tăng độ cứng vững và tránh lệch trục dẫn đến làm hư hỏng bộ phận làm kín cơ khí.

Bơm nào được hưởng lợi nhiều nhất? 

Bất kỳ máy bơm nào mà trục dài và nhỏ. Ví dụ điển hình là bơm công xôn overhung cũ sản xuất từ trước những năm 1980 và bơm nhiều cấp trục ngang như bơm  nước cấp lò hơi  và bơm vận chuyển sản phẩm. Ngoài ra, bất kỳ bơm nào mà trước đây có khe hở vòng mòn wear ring đã được chỉnh tăng lên để tránh bơm bị rung cao. 

Để giảm khe hở vòng mòn của bơm mà không làm cánh bơm bị kẹt hoặc bơm rung cao khi vận hành, giải pháp được xem tốt nhất hiện nay là nâng cấp vòng mòn và ống lót bằng vật liệu tổng hợp hay phi kim loại như teflon hoặc sợi carbon, việc này sẽ giúp giảm thiểu nguy cơ kẹt bơm và bạn có thể tự tin chạy bơm với khe hở nhỏ hơn, điều này cũng  giúp cải thiện hiệu suất bơm. 

Dưới đây là một số đặc tính của vòng mòn và ống lót bằng vật liệu tổng hợp mà khiến nó trở nên lý tưởng cho các bộ phận của thiết bị quay:

·         Khả năng vận hành ở nhiệt độ từ -200oC đến nhiệt độ 260⁰C.

·         Hệ số giãn nở nhiệt nhỏ hơn thép cacbon.

·         Khả năng tương thích hầu hết các loại hóa chất.

·         Dễ dàng gia công và lắp đặt

Sau đây, là một số vấn đề mà vòng mòn và ống lót bằng vật liệu tổng hợp có thể giúp giải quyết, bao gồm:

1.      Bơm bị kẹt.

2.      Hiệu suất máy bơm thấp.

3.      Bơm bị xâm thực.

4.      Bơm bị rung cao.

5.      Đáp ứng điều kiện của một Bơm chạy khô.

Thay thế các vòng mòn và ống lót bằng vật liệu phi kim giúp giảm khe hở và tăng độ cứng Lomakin, giúp tăng hiệu suất bơm và độ ổn định rô to.

Nghe đầy đủ bài viết:

 

Nghe trên Podcast bảo dưỡng cơ khí trên các Apps sau trên App Store/Google Play:

      

Related Posts by Categories