Các thành phần của đầu bơm

Để hiểu được cách tính cột áp bơm, điều quan trọng là phải phân tích các thành phần tạo nên tổng cột áp:

Đầu tĩnh (Hs): Cột áp tĩnh là khoảng cách thẳng đứng giữa điểm hút và điểm xả của máy bơm. Nó giải thích cho sự thay đổi năng lượng tiềm tàng do độ cao. Nếu điểm xả cao hơn điểm hút, cột áp tĩnh là dương và nếu thấp hơn, cột áp tĩnh là âm.

Tốc độ đầu (Hv): Độ cao vận tốc là động năng truyền cho chất lỏng khi nó di chuyển qua các đường ống. Nó phụ thuộc vào vận tốc của chất lỏng và được tính bằng phương trình:

Hv=V^2/2g

Ở đâu:

• Hv= Tốc độ cột nước (mét)
• V= Vận tốc chất lỏng (m/s)
• g= Gia tốc do trọng lực (9,81 m/s²)

Cột áp suất (Hp): Áp suất đầu biểu thị năng lượng được bơm thêm vào chất lỏng để khắc phục tổn thất áp suất trong hệ thống. Có thể tính toán bằng phương trình Bernoulli:

Hp=Pd−Ps/ρg

Ở đâu:

• Hp= Áp suất cột nước (mét)
• Pd= Áp suất tại điểm xả (Pa)
• Ps= Áp suất tại điểm hút (Pa)
• ρ= Mật độ chất lỏng (kg/m³)
• g= Gia tốc do trọng lực (9,81 m/s²)

Đầu ma sát (Hf): Lực ma sát chiếm phần năng lượng bị mất do ma sát của ống và phụ kiện trong hệ thống. Có thể tính toán bằng phương trình Darcy-Weisbach:

Hf=fLQ^2/D^2g

Ở đâu:

• Hf= Áp suất ma sát (mét)
• f= Hệ số ma sát Darcy (không có thứ nguyên)
• L= Chiều dài ống (mét)
• Q= Lưu lượng (m³/s)
• D= Đường kính ống (mét)
• g= Gia tốc do trọng lực (9,81 m/s²)

Phương trình tổng đầu

Tổng đầu (H) của hệ thống bơm là tổng của tất cả các thành phần sau:

H=Hs+Hv+Hp+Hf

Hiểu được phương trình này cho phép các kỹ sư thiết kế hệ thống bơm hiệu quả bằng cách xem xét các yếu tố như lưu lượng cần thiết, kích thước đường ống, chênh lệch độ cao và yêu cầu về áp suất.