Nguyên nhân gây kẹt khí ở máy bơm ly tâm và biện pháp phòng ngừa; sự khác biệt giữa airlock và cavitation.

Máy bơm ly tâm, là thiết bị vận chuyển chất lỏng quan trọng, rất cần thiết cho sự ổn định của sản xuất công nghiệp do hoạt động hiệu quả và đáng tin cậy của chúng. Tuy nhiên, khóa khí thường làm giảm hiệu suất của máy bơm hoặc thậm chí ngăn cản việc khởi động bình thường. Airlock là một vấn đề về động lực học chất lỏng gây ra bởi sự tích tụ khí ở một khu vực cục bộ bên trong máy bơm, biểu hiện điển hình là dòng chất lỏng bị gián đoạn và mất khả năng bơm. Mặc dù khóa khí tương đối phổ biến trong các ứng dụng thực tế nhưng nó thường bị nhầm lẫn với hiện tượng xâm thực. Để hiểu rõ hơn và giải quyết vấn đề này, bài viết này phân tích một cách có hệ thống các nguyên nhân gây ra hiện tượng tắc nghẽn khí và những khác biệt cơ bản của nó với hiện tượng xâm thực, đồng thời đề xuất các biện pháp phòng ngừa hiệu quả.

 

 

• Nguyên nhân gây khóa khí trong máy bơm ly tâm

Nguyên nhân khóa khí trong máy bơm ly tâm Khóa khí xảy ra khi khí tích tụ trong buồng bơm, cản trở dòng chất lỏng bình thường. Các nguyên nhân chính bao gồm:

 

1. Loại bỏ khí khỏi máy bơm không hoàn toàn

Trước khi khởi động máy bơm ly tâm, một lượng khí nhất định có thể còn sót lại bên trong máy bơm. Nếu khí này không được loại bỏ hoàn toàn trong quá trình khởi động, nó sẽ tích tụ ở các điểm cao trong máy bơm hoặc gần cánh quạt, tạo thành hiện tượng khóa khí. Điều này đặc biệt phổ biến trong quá trình khởi động lần đầu hoặc khởi động lại sau khi tắt máy.

2. Thiết kế ống hút chưa phù hợp

Thiết kế của ống hút có tác động đáng kể đến việc hình thành khóa khí. Nếu có điểm cao trong đường ống hút, khí có xu hướng tích tụ ở đó và đi vào buồng bơm. Hơn nữa, đường ống quá dài hoặc đường ống không đủ đường kính có thể làm giảm tốc độ dòng chất lỏng, khiến khí dễ kết tủa và tích tụ hơn.

3. Kết tủa khí hòa tan trong chất lỏng

Khi áp suất cục bộ bên trong máy bơm giảm xuống dưới áp suất mà khí hòa tan kết tủa, khí hòa tan sẽ kết tủa dưới dạng bong bóng. Những bong bóng này có thể tích tụ bên trong máy bơm, cuối cùng tạo thành khóa khí.

4. Vận hành không đúng cách

Hoạt động không đúng cách cũng có thể dẫn đến khóa khí. Ví dụ, không thực hiện mồi đầy đủ trước khi khởi động máy bơm hoặc đóng đột ngột van hút khi máy bơm đang chạy có thể khiến khí đi vào máy bơm và tạo thành khóa khí.

5. Chiều cao lắp đặt máy bơm quá cao

Nếu máy bơm được lắp đặt ở độ cao vượt quá đầu hút cho phép của đường hút, áp suất hút âm có thể khiến khí kết tủa và tích tụ, từ đó tạo ra hiện tượng khóa khí.

 

• Các biện pháp ngăn ngừa tắc nghẽn không khí

Để ngăn chặn airlock một cách hiệu quả, có thể thực hiện các biện pháp sau:

 

1. Tối ưu hóa thiết kế đường ống hút

Thiết kế đường ống hút nên tránh các điểm cao càng nhiều càng tốt, đảm bảo đường ống ngắn, thẳng và có đường kính đủ lớn để giảm khả năng thoát khí do tốc độ dòng chảy giảm.

2. Xả kỹ càng khí thải

Trước khi khởi động máy bơm, hãy xả kỹ toàn bộ khí ra khỏi thân máy bơm qua van xả để đảm bảo máy bơm chứa đầy chất lỏng. Hơn nữa, trong quá trình vận hành máy bơm, hãy thường xuyên kiểm tra và loại bỏ khí tích tụ.

3. Kiểm soát chiều cao lắp đặt máy bơm

Chiều cao lắp đặt máy bơm phải nằm trong phạm vi đầu hút cho phép để tránh áp suất âm hút quá mức dẫn đến thoát khí.

4. Cải thiện quy trình vận hành

Người vận hành phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy trình vận hành khi khởi động và vận hành máy bơm. Ví dụ, đảm bảo van hút mở hoàn toàn trước khi khởi động và tránh đóng van hút đột ngột.

5. Sử dụng thiết bị chống{1}}Airlock

Trong một số tình huống quan trọng nhất định, van xả tự động hoặc thiết bị chống{0}}khóa khí khác có thể được lắp đặt ở các điểm cao trên máy bơm để tự động loại bỏ khí khỏi máy bơm và ngăn chặn tình trạng khóa khí.

 

• Sự khác biệt giữa airlock và cavitation

Mặc dù airlock và cavitation có một số điểm tương đồng về biểu hiện nhưng nguyên nhân và cơ chế hoạt động của chúng khác nhau đáng kể.

 

1. Nguyên nhân khác nhau

Khóa khí xảy ra do khí tích tụ ở một khu vực cục bộ bên trong máy bơm, cản trở dòng chất lỏng. Mặt khác, hiện tượng xâm thực xảy ra khi áp suất cục bộ bên trong máy bơm giảm xuống dưới áp suất hơi chất lỏng, khiến chất lỏng bốc hơi và tạo thành bong bóng. Khi những bong bóng này vỡ ở khu vực-áp suất cao, chúng sẽ giải phóng năng lượng, dẫn đến hư hỏng thiết bị.

2. Các khu vực bị ảnh hưởng khác nhau

Khóa khí thường xảy ra ở các điểm cao trong buồng bơm hoặc gần bánh công tác, chủ yếu ảnh hưởng đến dòng chất lỏng. Xâm thực chủ yếu xảy ra ở đầu vào của cánh quạt hoặc các khu vực có{{1} áp suất thấp khác, tác động phá hủy của nó chủ yếu biểu hiện dưới dạng tác động và xói mòn bề mặt thiết bị do bong bóng vỡ.

3. Những biểu hiện khác nhau

Biểu hiện chính của khóa khí là giảm lưu lượng bơm hoặc mất hoàn toàn công suất bơm. Cavitation, ngoài khả năng làm giảm hiệu suất của máy bơm, còn biểu hiện bằng việc tăng tiếng ồn và độ rung của máy bơm, kèm theo hiện tượng xói mòn và mài mòn trên bề mặt cánh quạt.

4. Phương pháp điều trị khác nhau

Phương pháp xử lý chính đối với khóa khí là loại bỏ khí khỏi máy bơm, ví dụ, bằng cách xả khí qua van xả. Để giải quyết hiện tượng xâm thực, cần tăng áp suất hút của máy bơm, ví dụ bằng cách hạ thấp độ cao lắp đặt máy bơm, giảm tốc độ máy bơm, thêm bộ cảm ứng hoặc lắp đặt máy bơm tăng áp.

 

Sự xuất hiện của khóa khí trong máy bơm ly tâm có liên quan chặt chẽ đến sự tích tụ khí bên trong máy bơm. Nguyên nhân của nó bao gồm việc loại bỏ không hoàn toàn khí khỏi buồng bơm, thiết kế đường ống hút không đúng và sự kết tủa của khí hòa tan từ chất lỏng. Có thể tránh hiện tượng khóa khí một cách hiệu quả bằng cách thiết kế đường ống hút thích hợp, đảm bảo thông gió đầy đủ và kiểm soát độ cao lắp đặt của máy bơm. Mặc dù airlock và cavitation có một số điểm tương đồng về biểu hiện nhưng nguyên nhân và cơ chế hoạt động của chúng lại khác nhau đáng kể. Việc phân biệt chính xác giữa airlock và cavitation và thực hiện các biện pháp phòng ngừa và khắc phục có mục tiêu là rất quan trọng để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy của máy bơm ly tâm.

Dựa trên phân tích và hỗ trợ tài liệu ở trên, bài viết này cung cấp cơ sở lý thuyết toàn diện và hướng dẫn thực tế để hiểu và giải quyết vấn đề khóa khí trong máy bơm ly tâm, hy vọng cung cấp tài liệu tham khảo cho các ứng dụng nghiên cứu và kỹ thuật trong các lĩnh vực liên quan.