* Độ nhớt tỉ lệ nghịch với áp lực (Shear thinning fluid): chịu áp lực càng mạnh, độ nhớt càng giảm, hỗn hợp càng lỏng hơn. Khi không còn lực có thể hồi phục lại trạng thái ban đầu gần như ngay lập tức. VD: sốt cà chua, kem đánh răng, sơn, polymer…
* Độ nhớt tỉ lệ thuận với áp lực (Shear thickening fluid): chịu áp lực càng mạnh, độ nhớt càng tăng, chất lỏng càng rắn lại. Đó là trường hợp của Oobleck, caramel, protein tơ nhện.
Nhóm có độ nhớt tỷ lệ theo thời gian
* Độ nhớt tỉ lệ nghịch với thời gian (Thixotropic fluid): thời gian chịu lực càng lâu, độ nhớt càng giảm, càng lỏng hơn, và cần một khoảng thời gian tương tự để trở lại trạng thái ban đầu. VD: đất sét, bùn khoan, dầu nhớt, mật ong…
Độ nhớt tỉ lệ thuận với thời gian (Rhepetic fluid): thời gian chịu lực càng lâu, độ nhớt càng tăng, trở nên dầy hơn hoặc rắn lại. VD: kem trở nên bông, xốp và dầy hơn khi được đánh liên tục.
3 Tác động của chất lỏng nhớt lên chất lượng hoạt động của bơm
Chất lỏng nhớt, là chất lỏng có độ nhớt cao hơn và/hoặc trọng lượng riêng cao hơn nước, ảnh hưởng đến chất lượng hoạt động của bơm ly tâm theo nhiều cách khác nhau:
• Mức tiêu thụ công suất tăng, có nghĩa là cần động cơ lớn hơn khi cần thực hiện cùng nhiệm vụ
• Chiều cao đẩy và hiệu suất bơm giảm xuống
- Chúng ta xem ví dụ sau. Một máy bơm được dùng để bơm một chất lòng trong hệ thống lạnh có nhiệt có dưới 0 độC. Để tránh làm chất lỏng đông đặc, một chất chống đông như propylene glycol được cho thêm vào nước. Khi glycol hoặc các tác nhân chống đông tương tự được cho vào chất lỏng cần bơm, chất lỏng có tính chất khác với tính chất của nước.
* Chất lỏng sẽ có tính chất sau :
• Điểm đóng băng thấp hơn, tf [°C]
• Nhiệt dung riêng thấp hơn, cp [kJ/kgK]
• Độ dẫn nhiệt thấp hơn, λ [W/mK]
• Độ sôi cao hơn, tb[°C]
• Hệ số giãn nở thấp hơn, β [m/°C]
• Trọng lượng riêng cao hơn, ρ [kg/m3]
• Độ nhớt động học cao hơn, ν [cSt]
Các tính chất này cần phải nhớ khi thiết kế một hệ thống hoặc lựa chọn loại bơm. Như đề cập trước đây, trọng lượng riêng cao hơn thì cần công suất động cơ lớn hơn và độ nhớt cao hơn làm giảm chiều cao đẩy, lưu lượng và hiệu suất dẫn đến nhu cầu về công suất động cơ cao hơn, xem hình 1.5.2.
4: Lựa chọn đúng loại bơm cho chất lỏng có chất chống đông
Đặc tính của bơm thường được dựa vào nước ở khoảng 20°C, có nghĩa là độ nhớt động học của xấp xỉ 1 cSt và trọng lượng riêng ở xấp xỉ 1,000 kg/m3
- Khi bơm được dùng cho chất lỏng có chất chống đông và ở dưới 0°C, cần thiết phải kiểm tra xem bơm có thể cung cấp đúng thông số hoạt động không, hay là cần phải có động cơ lớn hơn.
- Phần tiếp theo trình bày một phương pháp được đơn giản hóa dùng để xác định sự điều chỉnh các Đường cong bơm cho bơm trong hệ thống phải xử lý độ nhớt từ
5 – 100 cSt và trọng lượng riêng tối đa 1,300 kg/m3
- Xin lưu ý rằng phương pháp này không chính xác bằng phương pháp dùng máy tính hỗ trợ được trình bày bên dưới.
- Hiệu chỉnh Đường cong bơm cho bơm xử lý chất
lỏng có độ nhớt cao Dựa trên kiến thức về điểm duty cần thiết, QS, HS, và độ nhớt động học của chất lỏng cần bơm, các yếu tố hiệu chỉnh của H và P2 có thể tính được, xem hình 1.5.3.
- Để có hệ số hiệu chỉnh cho bơm đa tầng cánh,
phải dùng chiều cao đẩy của 1 tầng cánh
Hình 1.5.3 được đọc theo cách sau:
Khi kH và kP2 được tìm thấy trong hình, chiều cao cột nước tương đương cho nước sạch HW và công suất thực của trục được điều chỉnh P2S có thể được tính bằng công thức sau:
Trong đó
Hw: là chiều cao cột nước tương ứng với bơm nếu chất lỏng cần bơm là nước sạch
P2w: là công suất trục tại điểm làm việc (Qs, Qw) khi chất lỏng cần bơm là nước
Hs: là chiều cao cột nước mong muốn của chất lỏng cần bơm (với các tác nhân)
P2s: là công suất trục tại điểm làm việc (Qs, Hs) khi chất lỏng cần bơm là nước
ρs: trọng lượng riêng của chất lỏng cần bơm
pw : trọng lượng riêng của nước = 998 kg/m3
Lựa chọn bơm dựa trên bảng dữ liệu/Đường cong thông thường áp dụng cho nước. Bơm nên bao gồm cả điểm duty Q,H = QS,Hw, và động cơ nên đủ mạnh để xử lý P2s trên trục.
Hình 1.5.4 trình bày cách tiến hành chọn bơm và thử xem động cơ nằm trong dãy công suất cho phép hay không.
5 Ví dụ tính toán
Một bơm tuần hoàn trong hệ thống lạnh cần bơm một chất lỏng 40% (khối lượng) propylene glycol ở –10°C. Lưu lượng mong muốn là QS = 60 m3/h, và chiều cao cột nước mong muốn là HS = 12 m. Biết điểm duty mong muốn, có thể tìm đặc tính QH cho nước và chọn một bơm, mà có thể bao gồm điểm duty. Một khi chúng ta đã xác định loại và kích sỡ bơm mong muốn, chúng ta có thể kiểm tra xem bơm có được gắn với động cơ không, mà nó có thể xử lý tải bơm cụ thể. Chất lỏng có độ nhớt động học 20 cSt và trọng lượng riêng
1049kg/m3. Với QS= 60 m3/h, HS= 12 m và ν = 20 cSt, hệ số hiệu chỉnh có thể được tìm thấy trong hình 1.5.3.
kH= 1.03
kP2 = 1.15
HW = kH · HS = 1.03 · 12 = 12.4 m
QS = 60 m3/h
Bơm phải có khả năng bao gồm điểm duty tương ứng với Q, H = 60 m3/h, 12.4m. Một khi kích cỡ cần thiết của động cơ đã được chọn, giá trị P2 cho điểm duty được tìm thấy, mà trong trường hợp này là P2W =2.9 kW. Bây giờ có thể tính công suất mong muốn của động cơ cho loại hỗn hợp propylene glycol:
Phương pháp tính cho thấy bơm cần phải lắp động cơ 4 kW, là loại động cơ nhỏ nhất bao gồm cả công suất tính toán P2S = 3.5 kW.
Hotline : +84 2422 699 996
contact@indwatech.com.vn
