Cách tính áp lực để chọn bơm, chọn kích thước ống và tính tổn hao trong ma sát đường ống

Dưới đây là cách tính áp lực để chọn bơm, cách chọn kích thước ống máy bơm và tính tổn hao trong ma sát máy bơm. Bài viết được chia sẻ Mr. Trung – kỹ thuật viên lâu năm tại Công ty TNHH Vimex với nhiều năm làm việc trong lĩnh vực máy bơm, có nhiều cơ hội tiếp xúc với các dòng máy bơm.

Mr. Trung cũng là chuyên gia trong lĩnh vực máy bơm công nghiệp, chuyên tư vấn cho khách hàng cách chọn model máy bơm phù hợp với nhu cầu thực tế, tư vấn khách hàng cách thiết kế hệ thống bơm dựa trên việc lựa chọn kích thước đường ống và chỉ số áp lực bơm.

• Bài viết này chúng tôi dành cho khách hàng sử dụng máy bơm trong nhà máy, xưởng sản xuất. Có thể kiến thức này đối với các bạn học các chuyên ngành như Thiết kế công trình thủy lợi thì điều này khá quen thuộc
• Ở bài viết này tôi sẽ đưa ra nhưng công thức cơ bản để một số kỹ thuật trong nhà máy hoặc một số bạn không có chuyên môn về lĩnh vực này cũng có thể tham khảo và áp dụng.

Cách tính áp lực để chọn bơm, Cách Tính tổn thất áp lực trong đường ống (áp suất cần bơm):

Công thức tính tổng áp suất cần bơm:

H_{total} = H_{static} + H_{friction} + H_{fittings}

Trong đó:

1. H_{static} Chiều cao cần bơm – Thông số có sẵn khi lắp bơm

Cái này trong yêu cầu của chúng ta đã có sẵn. Ví dụ như đẩy cao 20 mét, hoặc đẩy cao 25 mét rồi yêu cầu áp lực tại đầu ra là 2 Bar thì chúng ta có tổng là 45 mét….

2. H_{friction}​: Tổn thất do ma sát trong đường ống – Thông số cần tính toán khi chọn bơm
3. H_{fittings}​: Tổn thất do phụ kiện (cút vuông, van, v.v.).- Thông số cần tính toán khi chọn bơm

Hiện tại chúng ta cần phải tính toán đó là 2 thông số còn lại là H_{friction} và H_{fittings}

Cách tính Tính H_{friction}: Tổn thất do ma sát trong đường ống

Tổn thất ma sát được tính dựa trên phương trình Darcy-Weisbach:

 

Trong đó:

• f : Hệ số ma sát (phần này tôi nói kỹ)

(dựa trên công thức Moody). Hoặc tra bảng Moody nếu không cần qua chính xác. (Phía dưới tôi sẽ up luôn bảng Moody)

Về phần công thức tính hệ số ma sát. Chúng ta trước tiên cần phải tính số Reynolds theo công thức:

 

Trong đó:

ƿ = tỷ trọng. Đơn vị tính: Kg/

µ = Độ nhớt. Đơn vị tính Pa

Sau khi có thông số Re (Reynolds) chúng ta cần só sánh nó với các thông số như sau

Re < 2000: là dòng chảy tầng. Khi đó hệ số ma sát sẽ được tính với công thức như sau:  

2000 < Re > 4000: Là loại dòng chảy chuyển tiếp giữa dòng chảy tầng và dòng chảy rối. Thưa với các bạn là nó thật sự là nhức đầu, khó tính toán và cũng rất ít khi gặp. Nên nếu gặp trường hợp này thì các bạn nên liên hệ với chúng tôi để chúng tôi hỗ trợ tính toán.

Re > 4000: Là dòng chảy rối

Hệ số ma sát 𝑓 được tính dựa vào độ nhám và số Reynolds bằng phương trình Colebrook hoặc tra bảng Moody. (cái này mình không viết cái phương trình Colebrook ra nữa nhé, lười chèn Symbol …) Các bạn tra bảng Moody nha. Nếu cần quá chính xác thì chúng ta mới tính bằng phương trình Colebrook.

Bảng tra (Moody) hệ số ma sát theo loại ống và kích thước

Bảng này được giả định và tính toán sẵn khi

Dòng chảy rối (Re = 100.000)

Tỷ trọng: 1.000 kg/

Độ nhớt: 0 Pa

Tốc độ dòng chảy không đổi. Ta sẽ tính toán với 3 loại kích thước ống như sau: DN25, DN50 và DN100. Các vật liệu phổ biến như: Thép không gỉ (inox), ống PVC và ống PPR. Với các kích thước và vật liệu khác chúng ta tự tính toán:

Loại ống	Đường kính (mm)	Độ nhám (ϵ) (mm)	Độ nhám tương đối (ϵ/d)	Hệ số ma sát (f)
Thép (ống mạ)	25	0.15	0.006	0.033
	50	0.15	0.003	0.027
	100	0.15	0.0015	0.023
PVC	25	0.002	0.00008	0.019
	50	0.002	0.00004	0.018
	100	0.002	0.00002	0.017
PPR	25	0.007	0.00028	0.021
	50	0.007	0.00014	0.019
	100	0.007	0.00007	0.018
Inox	25	0.005	0.0002	0.020
	50	0.005	0.0001	0.019
	100	0.005	0.00005	0.018

 

(rồi Ok, đến các giá trị khác nhé. Nói dài quá)

• L= Chiều dài ống (mét)
• v = Vận tốc dòng chảy trong đường ống

​

Với Q là tốc độ dòng chảy đầu ra yêu cầu với đơn vị tính là:

A là: Diện tích mặt cắt ngang của ống được tính với công thức:

• d = Đường kính trong của ống. Đơn vị tính: Mét
• : Gia tốc trọng trường.

Cách tính H_{fittings}: Tổn thất do phụ kiện (cút vuông, van, v.v.).

Với thông số này chúng ta có hai cách tính, một là áng chừng theo kinh nghiệm dân gian, hai là theo công thức. Tùy trường hợp  hoặc thời gian mà các bạn có thể áp dụng.

Theo cách tính dân gian chúng ta sẽ áng chừng như sau:

• Cút vuông (90 độ): Tương đương khoảng 30-50 lần đường kính ống.
• Van khóa: Tương đương khoảng 10-20 lần đường kính ống.
• Khớp nối mềm: Tương đương khoảng 5-10 lần đường kính ống.
• Cút vuông (90 độ): Tương đương khoảng 30-50 lần đường kính ống.
• Van khóa: Tương đương khoảng 10-20 lần đường kính ống.
• Khớp nối mềm: Tương đương khoảng 5-10 lần đường kính ống.

Ví dụ, nếu bạn có một ống với đường kính 50 mm, thì một van một chiều có thể tương đương với 0.5 đến 1 mét ống thẳng.

Còn theo tính toán thì chúng ta sẽ có công thức như sau:

Trong đó quan trọng nhất là hệ số K

• Cút vuông (K = 1.5)
• Van 1 chiều (K = 2.5)
• Van khóa (K = 0.5)
• Van đáy (K = 2)

= Tổng số các phụ kiện x với số lượng

Như vậy, trên đây là công thức chi tiết để tính áp suất đường ống, tính áp lực, tổn hao đường ống mà đội ngũ kỹ thuật Công ty TNHH Vimex đã chia sẻ đến quý khách hàng. Từ công thức và các thông số đó khách hàng có thể áp dụng cho hầu hết các trường hợp môi chất thông thường.

Hy vọng bài viết sẽ mang lại nhiều thông tin hữu ích cho các bạn !

Nếu khách hàng gặp trường hợp khác chưa được chia sẻ trong bài viết hoặc việc tính toán quá khó khăn các bạn có thể liên hệ với chúng tôi qua SDT hoặc Zalo. Mr Trung: 0946889440 để được hỗ trợ 24/7.

Xin cảm ơn và hân hạnh phục vụ quý khách hàng!