Bơm công nghiệp đẩy chất lỏng đi khắp nhà máy. Nó bơm nước, dầu, hóa chất qua đường ống dài. Nhưng làm sao một chiếc bơm hút được chất lỏng rồi đẩy đi xa? Câu trả lời nằm ở nguyên lý hoạt động.
Hiểu nguyên lý giúp bạn dùng bơm đúng cách. Bạn sẽ chọn đúng loại bơm cho công việc. Bạn cũng tránh được lỗi vận hành làm hỏng bơm. Bài viết này giải thích nguyên lý hoạt động của bơm công nghiệp một cách đơn giản.
Bơm công nghiệp hoạt động dựa trên nguyên tắc nào?
Mọi chiếc bơm đều làm một việc. Nó truyền năng lượng vào chất lỏng. Năng lượng này đẩy chất lỏng đi. Nguồn năng lượng đến từ motor điện quay trục bơm.
Có hai cách truyền năng lượng. Cách thứ nhất dùng lực ly tâm. Cách thứ hai dùng thể tích thay đổi. Hai cách này tạo ra hai nhóm bơm lớn. Đó là bơm ly tâm và bơm thể tích.
Để hiểu tổng quan các loại bơm, bạn nên đọc bài bơm công nghiệp là gì. Bài đó phân loại đầy đủ và rõ ràng.
Nguyên lý bơm ly tâm (Centrifugal Pump)
Bơm ly tâm là loại phổ biến nhất. Khoảng 70% bơm công nghiệp là bơm ly tâm. Nó hoạt động dựa trên lực ly tâm. Đây là lực sinh ra khi vật quay tròn.
Cách bơm ly tâm hoạt động
Trái tim của bơm là cánh bơm (impeller). Cánh bơm gắn trên trục và quay rất nhanh. Khi cánh quay, nó hất chất lỏng ra mép ngoài. Lực ly tâm đẩy chất lỏng văng ra xa tâm.
Quá trình diễn ra theo bốn bước. Mỗi bước nối tiếp nhau liên tục.
- Bước 1 — Hút: chất lỏng đi vào tâm cánh bơm qua cửa hút.
- Bước 2 — Quay: cánh bơm quay nhanh, hất chất lỏng ra mép ngoài.
- Bước 3 — Tăng tốc: chất lỏng văng ra với vận tốc cao.
- Bước 4 — Đẩy: buồng xoắn biến vận tốc thành áp suất, đẩy chất lỏng đi.
Khi chất lỏng văng ra ngoài, tâm cánh bơm trống. Áp suất tại tâm giảm xuống. Chất lỏng mới bị hút vào để lấp chỗ trống. Quá trình này lặp lại liên tục. Nhờ đó dòng chảy không ngừng.
Vai trò của buồng xoắn
Buồng xoắn (volute) là phần thân hình xoắn ốc. Nó bao quanh cánh bơm. Buồng xoắn có nhiệm vụ quan trọng. Nó biến vận tốc dòng chảy thành áp suất.
Chất lỏng văng ra từ cánh có vận tốc cao. Nhưng vận tốc cao chưa đẩy được nước lên cao. Buồng xoắn làm chậm dòng chảy lại. Khi vận tốc giảm, áp suất tăng lên. Áp suất cao mới đẩy nước đi xa và lên cao.
Nguyên lý bơm thể tích (Positive Displacement)
Bơm thể tích hoạt động khác hẳn. Nó không dùng lực ly tâm. Thay vào đó, nó nhốt một lượng chất lỏng. Sau đó nó đẩy lượng chất lỏng đó đi.
Cách bơm thể tích hoạt động
Hãy tưởng tượng một xi lanh và piston. Piston kéo ra, chất lỏng tràn vào xi lanh. Piston đẩy vào, chất lỏng bị ép ra ngoài. Mỗi lần piston chuyển động, một lượng chất lỏng cố định được bơm đi.
Đây là nguyên lý của bơm piston. Các loại bơm thể tích khác cũng tương tự. Bơm bánh răng nhốt chất lỏng giữa các răng. Bơm trục vít đẩy chất lỏng dọc theo vít. Tất cả đều bơm một thể tích cố định mỗi vòng quay.
Khi nào dùng bơm thể tích?
Bơm thể tích hợp với chất lỏng đặc và nhớt. Nó bơm được dầu nặng, mật ong, keo. Nó cũng tạo áp suất rất cao. Bơm ly tâm khó làm được điều này.
Tuy nhiên bơm thể tích chạy chậm hơn. Lưu lượng cũng thấp hơn bơm ly tâm. Vì vậy nó không hợp bơm nước số lượng lớn.
So sánh hai nguyên lý
Hai loại bơm phục vụ hai nhu cầu khác nhau. Bảng dưới giúp bạn so sánh nhanh.
| Tiêu chí | Bơm ly tâm | Bơm thể tích |
|---|---|---|
| Nguyên lý | Lực ly tâm | Nhốt và đẩy thể tích |
| Lưu lượng | Cao | Thấp đến trung bình |
| Áp suất | Trung bình | Rất cao |
| Chất lỏng loãng | Rất tốt | Được |
| Chất lỏng nhớt | Kém | Rất tốt |
| Ứng dụng | Cấp nước, tưới tiêu, PCCC | Dầu, hóa chất đặc, định lượng |
Hiện tượng mồi bơm (Priming)
Bơm ly tâm cần được mồi nước trước khi chạy. Mồi nghĩa là làm đầy nước trong bơm. Bơm ly tâm không tự hút được không khí. Nếu chạy khô, nó không hút được nước lên.
Vì vậy bạn phải đổ đầy nước vào bơm trước. Nước trong bơm giúp tạo lực hút ban đầu. Sau khi mồi, bơm mới hút nước từ dưới lên. Bơm thể tích thì khác. Nó tự hút được không khí nên không cần mồi.
Hiện tượng xâm thực (Cavitation)
Xâm thực là kẻ thù của bơm. Nó xảy ra khi áp suất tại cửa hút quá thấp. Lúc đó nước biến thành bọt hơi. Bọt hơi đi vào bơm rồi vỡ ra. Khi vỡ, nó tạo ra sóng xung kích mạnh.
Sóng xung kích bào mòn cánh bơm. Nó làm rỗ bề mặt kim loại. Bơm rung mạnh và kêu to. Lâu ngày, cánh bơm hỏng nặng.
Để tránh xâm thực, cần đảm bảo NPSH đủ lớn. NPSH là cột áp hút dương. Lắp bơm gần nguồn nước và ống hút ngắn sẽ giúp ích. Một nhà cung cấp uy tín sẽ tính NPSH cho bạn khi chọn bơm.
Vai trò của motor và trục bơm
Motor là nguồn năng lượng của cả hệ thống. Nó biến điện thành chuyển động quay. Motor quay trục, trục quay cánh bơm. Cả chuỗi truyền động bắt đầu từ motor.
Hiệu suất motor ảnh hưởng đến tiền điện. Motor đạt chuẩn IE3 tiết kiệm điện hơn. Với bơm chạy liên tục, motor tốt giúp giảm chi phí lớn. Bơm CNP dùng motor hiệu suất cao cho dòng bơm công nghiệp.
Ứng dụng thực tế của các nguyên lý bơm
Mỗi ngành dùng loại bơm phù hợp với nhu cầu.
- Cấp nước tòa nhà: bơm ly tâm trục đứng đa tầng, đẩy nước lên cao
- Phòng cháy chữa cháy: bơm ly tâm lưu lượng lớn, áp suất ổn định
- Dầu khí: bơm thể tích trục vít cho chất lỏng nhớt
- Xử lý nước thải: bơm ly tâm cánh hở chống nghẹt
- Định lượng hóa chất: bơm thể tích piston, chính xác cao
CNP cung cấp đầy đủ các dòng bơm cho mọi ngành. Bạn có thể xem các dòng bơm cấp thoát nước phù hợp với hệ thống của mình.
Kết luận
Bơm công nghiệp hoạt động dựa trên hai nguyên lý chính. Bơm ly tâm dùng lực ly tâm để đẩy chất lỏng loãng với lưu lượng lớn. Bơm thể tích nhốt và đẩy thể tích cố định, hợp chất lỏng nhớt và áp suất cao.
Hiểu nguyên lý giúp bạn chọn đúng bơm và vận hành an toàn. Tránh chạy khô, mồi bơm đầy đủ và phòng xâm thực. Làm đúng, chiếc bơm sẽ phục vụ bền bỉ nhiều năm.
Câu hỏi thường gặp
Bơm ly tâm và bơm thể tích khác nhau thế nào?
Bơm ly tâm dùng cánh quay tạo lực ly tâm để đẩy chất lỏng, cho lưu lượng lớn nhưng áp suất trung bình, hợp chất lỏng loãng. Bơm thể tích nhốt một lượng chất lỏng cố định rồi đẩy đi, cho áp suất rất cao, hợp chất lỏng nhớt và bơm định lượng.
Vì sao bơm ly tâm cần mồi nước trước khi chạy?
Bơm ly tâm không tự hút được không khí. Nếu chạy khô, nó không tạo được lực hút để kéo nước lên. Đổ đầy nước vào bơm (mồi bơm) giúp tạo lực hút ban đầu. Sau khi mồi, bơm mới hút nước từ nguồn lên được.
Xâm thực trong bơm là gì?
Xâm thực xảy ra khi áp suất tại cửa hút quá thấp, làm nước biến thành bọt hơi. Bọt hơi đi vào bơm rồi vỡ ra, tạo sóng xung kích bào mòn cánh bơm. Hiện tượng này làm bơm rung, kêu to và hỏng cánh nếu kéo dài.
Bơm nào tạo áp suất cao nhất?
Bơm thể tích như bơm piston và bơm trục vít tạo áp suất cao nhất. Chúng nhốt và ép chất lỏng nên áp suất rất lớn. Nếu cần cột áp cao với chất lỏng loãng, có thể dùng bơm ly tâm nhiều tầng như dòng CDM của CNP.
Nguyên lý bơm ảnh hưởng đến cách chọn bơm thế nào?
Chọn bơm theo tính chất chất lỏng và yêu cầu áp suất. Chất lỏng loãng, lưu lượng lớn thì chọn bơm ly tâm. Chất lỏng nhớt hoặc cần áp suất rất cao thì chọn bơm thể tích. Xác định đúng nguyên lý giúp bơm bền và tiết kiệm điện.
Về CNP và Khang Ninh
CNP được thành lập năm 1991 tại Trung Quốc, chuyên sản xuất các sản phẩm về bơm chất lượng cao, bán chạy hàng đầu thế giới. Là doanh nghiệp sản xuất bơm có giá trị thương hiệu đạt mức 11,2 tỷ tệ.
CÔNG TY TNHH XNK KHANG NINH
Địa chỉ: Lô 81.G3, Anh Dũng 7, Phường Dương Kinh, Thành Phố Hải Phòng
Tel: 0904 339 266 (Mrs. Hương)
Tel: 093 225 1818 (Ms. Hồng)
Liên hệ Khang Ninh để được tư vấn chọn đúng bơm CNP cho hệ thống của bạn. Đội ngũ kỹ thuật sẽ tính cột áp, lưu lượng và NPSH để đề xuất dòng bơm tối ưu.
Bài Viết Liên Quan
- Bơm công nghiệp là gì? Phân loại, ứng dụng và cách chọn mua
- Cấu tạo bơm công nghiệp: 6 bộ phận chính và vai trò từng phần