Thiết kế Quy trình Bơm &
Tính toán

Hướng dẫn chọn máy bơm bùn phù hợp cho ứng dụng của bạn

BẮT ĐẦU

Liên hệ với chúng tôi về kỹ thuật nạo vét, thiết bị, bơm và khử nước để
đáp ứng hợp đồng của bạn
yêu cầu.

Chọn một máy bơm bùn:

1. Xác định tốc độ dòng chảy

Để kích thước và chọn một máy bơm, trước tiên chúng tôi xác định tốc độ dòng chảy. Trong môi trường công nghiệp, tốc độ dòng chảy thường sẽ phụ thuộc vào mức sản xuất của nhà máy. Việc chọn tốc độ dòng chảy phù hợp có thể đơn giản như xác định rằng cần 100 gpm (6.3 L / s) để làm đầy bể trong một khoảng thời gian hợp lý hoặc tốc độ dòng chảy có thể phụ thuộc vào một số tương tác giữa các quá trình cần được phân tích cẩn thận.

2. Xác định đầu tĩnh

Đây là vấn đề đo chiều cao giữa bề mặt chất lỏng bể hút và chiều cao cuối ống xả hoặc độ cao bề mặt chất lỏng bể xả.

3. Xác định đầu ma sát

Đầu ma sát phụ thuộc vào tốc độ dòng chảy, kích thước ống và chiều dài ống. Điều này được tính toán từ các giá trị trong các bảng được trình bày ở đây (xem Bảng 1). Đối với các chất lỏng khác với nước, độ nhớt sẽ là một yếu tố quan trọng và Bảng 1 không được áp dụng.

4. Tính tổng đầu

Tổng đầu là tổng của đầu tĩnh (hãy nhớ rằng đầu tĩnh có thể là dương hoặc âm) và đầu ma sát.

5. Chọn máy bơm

Việc lựa chọn máy bơm dựa trên tổng đầu và lưu lượng yêu cầu cũng như sự phù hợp với ứng dụng.

Tính toán bơm bùn

Các tham số sau phải được xác định khi tính toán bơm bùn

Kích thước hạt và sự phân bố

Kích thước hạt d50 (d85) là đơn vị đo tỷ lệ phần trăm các hạt trong bùn với một kích thước nhất định hoặc nhỏ hơn.

Giá trị được xác định bằng cách sàng chất rắn qua các lưới lọc có mắt lưới khác nhau và sau đó cân từng phần. Sau đó có thể vẽ đường cong sàng và đọc phần trăm các hạt có kích thước khác nhau.

Ví dụ: d85 = 3 mm có nghĩa là 85% các hạt có đường kính từ 3 mm trở xuống.

Phần khối lượng của các hạt nhỏ
Phần nhỏ hơn 75 µm. Điều quan trọng là phải xác định tỷ lệ các hạt nhỏ trong bùn. Các hạt nhỏ hơn 75 µm ở một mức độ nào đó có thể tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển các hạt lớn hơn. Tuy nhiên, nếu tỷ lệ các hạt nhỏ hơn 75 µm vượt quá 50%, đặc tính của bùn sẽ thay đổi theo hướng không lắng.

Nồng độ chất rắn
Nồng độ của các hạt trong bùn có thể được đo bằng phần trăm thể tích, Cv và phần trăm khối lượng, Cm

Mật độ / Trọng lượng riêng

Chất rắn
Khối lượng riêng của chất rắn được gọi là Trọng lượng riêng. Giá trị này, SGs, được xác định bằng cách lấy khối lượng riêng của chất rắn chia cho khối lượng riêng của nước

Nước
Khối lượng riêng của nước là 1000 kg / m3. SG của nước là 1,0 ở 20 ° C. Giá trị thay đổi đôi chút với
nhiệt độ.

 Bùn
Trọng lượng riêng của bùn có thể được xác định bằng cách sử dụng máy ảnh. Hai trong số các giá trị của SG, Cv và Cm, phải được biết

Hình dạng hạt

Hình dạng của các hạt rất có ý nghĩa đối với hoạt động của bùn khi bơm và đối với sự mài mòn của máy bơm và hệ thống đường ống. Hệ số dạng biểu thị độ lệch của các hạt bùn từ một hình cầu hoàn hảo.

Đặc điểm bùn

Bùn có thể được chia thành định cưkhông giải quyết các loại.

Bùn không lắng
Là dạng bùn mà các chất rắn không lắng xuống đáy mà ở trạng thái lơ lửng lâu ngày. Bùn không lắng hoạt động theo cách đồng nhất, nhớt, nhưng các đặc điểm là không Newton.

Kích thước hạt: nhỏ hơn 60-100 µm.

Bùn không lắng có thể được định nghĩa là một hỗn hợp đồng nhất.

Hỗn hợp đồng nhất
Một hỗn hợp chất rắn và chất lỏng, trong đó các chất rắn được phân bố đồng đều.

 

 

Xử lý bùn
Loại bùn này lắng nhanh trong thời gian liên quan đến quá trình, nhưng có thể được giữ ở trạng thái lơ lửng do hỗn loạn. Kích thước hạt: lớn hơn 100 µm.

Bùn lắng có thể được định nghĩa là một hỗn hợp giả đồng nhất hoặc không đồng nhất và có thể được phân tầng hoàn toàn hoặc một phần.

 

Hỗn hợp giả đồng nhất
Một hỗn hợp trong đó tất cả các hạt ở trạng thái huyền phù nhưng nồng độ ở phía dưới lớn hơn.

 

Hỗn hợp không đồng nhất
Một hỗn hợp chất rắn và chất lỏng, trong đó chất rắn phân bố không đồng đều và có xu hướng tập trung nhiều hơn ở đáy ống hoặc bình chứa (so với bùn lắng).

 

 

 

Đặc điểm bùn

Định nghĩa chất lỏng

Ngoại trừ tỷ trọng, các đặc tính của chất lỏng được quyết định bởi độ nhớt của nó.

Chất lỏng biến dạng liên tục miễn là có một lực tác dụng lên chúng. Chúng được cho là chảy. Khi một dòng chảy diễn ra trong chất lỏng, nó bị chống lại bởi ma sát bên trong phát sinh từ sự gắn kết của các phân tử. Nội ma sát này là đặc tính của chất lỏng được gọi là độ nhớt.

Độ nhớt của chất lỏng giảm nhanh khi nhiệt độ tăng.

Chất lỏng Newton
Chất lỏng Newton cho ứng suất cắt tuyến tính và tỷ lệ với gradien vận tốc, hoặc tốc độ cắt. Nước và hầu hết các chất lỏng là Newton.

Chất lỏng không phải Newton
Một số chất lỏng, chẳng hạn như bùn gốc nước với các hạt mịn, không tuân theo mối quan hệ đơn giản giữa ứng suất cắt và tốc độ cắt. Chúng được gọi là
chất lỏng phi Newton.

Một số chất lỏng không phải Newton có một đặc tính duy nhất là không chảy cho đến khi áp dụng một ứng suất cắt nhỏ nhất nhất định. 

Hiệu suất bơm
Hiệu suất của bơm ly tâm bơm bùn khác với hiệu suất của nước sạch
tùy thuộc vào lượng hạt rắn trong bùn.

Sự khác biệt này phụ thuộc vào các đặc tính của bùn (kích thước hạt, mật độ và hình dạng, như được mô tả
trong chương trước). Các yếu tố bị ảnh hưởng là công suất (P), đầu (H) và hiệu suất (η). Sự khác biệt giữa bùn và nước được thể hiện dưới dạng giản đồ trong các đường cong bên dưới

Đường cong hiệu suất bơm

Thiết kế hệ thống

Đầu tĩnh
Đầu tĩnh là chênh lệch độ cao thẳng đứng từ bề mặt của nguồn bùn đến điểm xả.

Tổn thất do ma sát
Khi chất lỏng bắt đầu chảy qua đường xả và van, ma sát sẽ phát sinh. Khi bơm bùn, tổn thất ma sát gây ra bởi độ nhám của đường ống, khúc cua và van, là khác so với
tổn thất tương ứng khi bơm nước. 

Tổng đầu xả
Giá trị này được sử dụng để tính toán máy bơm và bao gồm đầu tĩnh cộng với tổn thất ma sát gây ra bởi đường ống và van, được quy đổi thành mét nước.

Bơm tổng đầu xả

Vận tốc tới hạn
Nói chung, vận tốc dòng chảy trong các đường ống phải được giữ trên một giá trị nhỏ nhất nhất định. Nếu vận tốc dòng chảy quá cao, tổn thất ma sát sẽ tăng lên. Điều này cũng có thể làm tăng độ mòn trong hệ thống ống. Vận tốc dòng chảy quá thấp sẽ dẫn đến đóng cặn trong đường ống và do đó làm tăng tổn thất.

Điều này được minh họa trong biểu đồ dưới đây, trong đó vận tốc tới hạn (Vc) cho biết vận tốc tối ưu mà tổn thất được giữ ở mức tối thiểu.

Khi thực hiện tính toán cho một máy bơm bùn đối với một lưu lượng nhất định, vận tốc dòng chảy mong muốn (V) phải được so sánh với vận tốc tới hạn (Vc) đối với bùn và hệ thống ống được đề cập. Như hình bên dưới cho thấy, vận tốc lý tưởng (được đánh dấu màu xanh lá cây) nằm ngay trên vận tốc tới hạn nhưng có biên độ đối với các trường hợp cực đoan có thể phát sinh.

Để xác định vận tốc tới hạn, phải biết đường kính ống và cỡ hạt (d85). Giá trị sau đó được hiệu chỉnh với một hệ số, phụ thuộc vào trọng lượng riêng của chất rắn.

Định cỡ máy bơm

Sơ đồ trên cho thấy:
- đường cong bơm nước
- đường cong giảm cho bùn
- điểm làm việc của bùn, tức là điểm mà đường cong hệ thống bơm và đường cong hiệu suất giao nhau.

Đường cong hệ thống với mối tương quan cho 
giải quyết hiệu ứng bùn

Những ý kiến ​​khác

Bất cứ khi nào sử dụng máy bơm, điều quan trọng là áp suất đầu vào của máy bơm phải vượt quá áp suất hơi của chất lỏng bên trong máy bơm. Áp suất đầu vào cần thiết được nêu cho máy bơm, yêu cầu NPSH không được nhỏ hơn giá trị hiện có trong hệ thống máy bơm, NPSH.

Giá trị có sẵn phụ thuộc vào áp suất không khí xung quanh (độ cao trên mực nước biển), áp suất hơi của chất lỏng, tỷ trọng của bùn và mức trong bể chứa.

Ví dụ: Bơm bùn gốc nước ở độ cao 1000 m so với mực nước biển. Nhiệt độ chất lỏng 40 ° C, mực chất lỏng cao hơn đầu vào máy bơm 2 mét.

Công thức:
NPSHa = áp suất không khí - áp suất hơi + mức trong đầu vào của bể chứa.

NPSHa = 9,2 - 0,4 + 2 = 10,8

BẮT ĐẦU

Liên hệ với chúng tôi về tư vấn nạo vét, thiết bị, bơm và khử nước để đáp ứng các yêu cầu hợp đồng của bạn.