Khi thiết kế hệ thống đường ống, nhiều người chỉ chú ý đến đường kính ống và công suất bơm. Phụ kiện như co, cút, tee, van thường bị bỏ qua. Nhưng thực tế, mỗi phụ kiện đều gây ra tổn thất áp suất. Tổn thất này tích lũy dần. Kết quả là lưu lượng thực tế thấp hơn thiết kế. Bơm làm việc quá tải. Hệ thống vận hành kém hiệu quả.
Hiểu rõ ảnh hưởng của từng loại phụ kiện giúp thiết kế hệ thống đúng hơn và tiết kiệm năng lượng đáng kể.
Tại Sao Phụ Kiện Gây Tổn Thất Lưu Lượng?
Dòng chảy trong ống thẳng tương đối ổn định. Khi gặp phụ kiện, dòng chảy bị thay đổi hướng hoặc tiết diện. Điều này tạo ra xáo trộn và rối loạn dòng chảy. Năng lượng bị tiêu hao để vượt qua sự xáo trộn đó. Kết quả là áp suất giảm xuống sau mỗi phụ kiện.
Trong kỹ thuật, hiện tượng này gọi là tổn thất cục bộ hay tổn thất phụ. Tổng tổn thất cục bộ trong một hệ thống phức tạp đôi khi còn lớn hơn cả tổn thất ma sát dọc theo chiều dài ống.
Các Loại Phụ Kiện Đường ống Và Mức Độ Ảnh Hưởng
Co 90 Độ
Co 90 độ là phụ kiện gây tổn thất nhiều nhất trong số các phụ kiện thông dụng. Dòng chảy phải đổi hướng đột ngột 90 độ. Va chạm vào thành ống phía ngoài cua. Tạo ra vùng xoáy lớn bên trong.
Co bán kính dài (long radius elbow) tổn thất ít hơn co bán kính ngắn (short radius elbow). Lý do là dòng chảy được dẫn hướng từ từ hơn. Khi có thể, nên ưu tiên dùng co bán kính dài.
Co 45 Độ
Co 45 độ thay đổi hướng nhẹ hơn. Tổn thất áp suất thấp hơn co 90 độ khoảng 40 đến 50 phần trăm. Trong thiết kế, nếu không gian cho phép, dùng hai co 45 độ thay một co 90 độ sẽ giảm tổn thất đáng kể.
Tee (Chữ T)
Tee chia dòng chảy thành hai nhánh hoặc hợp hai nhánh lại. Cả hai trường hợp đều gây tổn thất áp suất lớn. Dòng chảy đi thẳng qua tee tổn thất ít hơn. Dòng chảy rẽ nhánh tổn thất nhiều hơn đáng kể.
Khi thiết kế hệ thống phân nhánh, cần tính riêng tổn thất cho từng nhánh. Không dùng chung một giá trị cho toàn bộ hệ thống.
Reducer và Expander (Thu Hẹp và Mở Rộng Tiết Diện)
Reducer thu hẹp tiết diện ống làm tăng vận tốc dòng chảy. Áp suất tĩnh giảm theo nguyên lý Bernoulli. Nếu thu hẹp quá đột ngột, dòng chảy tách khỏi thành ống, tạo vùng xoáy và tổn thất lớn.
Expander mở rộng tiết diện làm giảm vận tốc. Áp suất tĩnh tăng trở lại. Tuy nhiên nếu mở rộng quá nhanh, hiệu suất phục hồi áp suất rất thấp. Tiêu chuẩn kỹ thuật khuyến nghị góc mở rộng không quá 7 đến 8 độ để giảm tổn thất.
Van
Van là phụ kiện gây tổn thất áp suất lớn nhất trong hệ thống. Mức tổn thất phụ thuộc vào loại van và độ mở.
Van bi mở hoàn toàn có tổn thất rất nhỏ. Dòng chảy đi thẳng qua lỗ tròn gần bằng đường kính ống. Van cổng mở hoàn toàn cũng có tổn thất thấp. Van cầu (globe valve) tổn thất lớn hơn nhiều vì dòng chảy phải đổi hướng hai lần bên trong van. Van butterfly ở vị trí mở hoàn toàn tổn thất trung bình, phụ thuộc thiết kế đĩa van.
Khi van mở một phần, tổn thất tăng vọt. Van mở 50 phần trăm có thể gây tổn thất gấp 5 đến 10 lần so với mở hoàn toàn.
Bộ Lọc và Strainer
Bộ lọc và strainer chặn tạp chất trong lưu chất. Khi lưới lọc sạch, tổn thất áp suất thấp. Khi lưới lọc bị bít bởi cặn bẩn, tổn thất tăng nhanh chóng. Lưu lượng giảm mạnh. Bơm làm việc nặng hơn.
Cần lắp đồng hồ đo chênh áp hai đầu strainer. Khi chênh áp vượt ngưỡng quy định thì vệ sinh hoặc thay lưới lọc ngay.
Mặt Bích và Nối Ống
Mặt bích và các mối nối ống không gây tổn thất đáng kể nếu lắp đúng kỹ thuật. Tuy nhiên nếu gioăng mặt bích lắp lệch hoặc nhô vào trong ống, nó trở thành vật cản dòng chảy. Tổn thất tăng bất ngờ. Cần kiểm tra kỹ khi lắp đặt.
Khái Niệm Chiều Dài Tương Đương
Trong tính toán kỹ thuật, mỗi phụ kiện được quy đổi thành chiều dài ống thẳng tương đương. Đây gọi là chiều dài tương đương (equivalent length).
Sai Lầm Phổ Biến Trong Thiết Kế
Bỏ qua tổn thất phụ kiện khi tính toán bơm. Dẫn đến chọn bơm thiếu công suất.
Dùng quá nhiều co 90 độ do bố trí đường ống không hợp lý. Nên lên bản vẽ đường ống trước khi thi công.
Lắp nhiều van cầu trên đường ống chính thay vì dùng van bi. Tổn thất tích lũy rất lớn.
Không tính đến strainer bị bít một phần khi thiết kế. Hệ thống hoạt động tốt lúc đầu nhưng suy giảm nhanh sau vài tháng vận hành.
Dùng reducer đột ngột thay vì reducer côn từ từ. Tổn thất tăng gấp 2 đến 3 lần không cần thiết.
Nguyên Tắc Thiết Kế Giảm Tổn Thất Phụ Kiện
Dùng co bán kính dài thay co bán kính ngắn khi có không gian. Ưu tiên co 45 độ kết hợp thay co 90 độ đơn. Chọn van bi hoặc van cổng cho đường ống chính thay van cầu. Bố trí đường ống ít phụ kiện nhất có thể ngay từ bản vẽ thiết kế. Lắp strainer ở vị trí dễ vệ sinh và theo dõi thường xuyên. Dùng reducer côn có góc mở nhỏ thay reducer đột ngột.
Kết Luận
Phụ kiện đường ống ảnh hưởng trực tiếp đến lưu lượng và hiệu quả hệ thống. Mỗi co, van, tee đều có giá của nó về tổn thất áp suất.
Xem thêm sản phẩm TẠI ĐÂY
FACEBOOK:https://web.facebook.com/Công Ty Tnhh Đầu Tư Và Thiết Bị Công Nghiệp ADM
Mọi nhu cầu tư vần hay báo giá sản phẩm liên hệ qua:
Điện thoại:0965.595.039
GMAIL: Vattunhamay01@gmail.com