Các dạng béc phun và chọn béc phun nước, phun sương phù hợp
18 thg 8, 2017 | 16:44

Các dạng béc phun và chọn béc phun nước, phun sương phù hợp



A. Lý thuyết cơ bản.
1. Các hình dạng phun cơ bản (Spray pattern)

Béc phun sẽ được chọn dựa trên yêu cầu sử dụng. Mỗi loại béc sẽ tạo ra hình dạng phun khác nhau. Theo đó, béc phun thủy lực hydraulic (phun các loại chất lỏng) sẽ tạo ra 3 hình dạng phun cơ bản:

- Full cone: Phun hình nón tròn xoay, hình nón đầy. Chất lỏng sẽ được phân phối trong toàn bộ không gian của hình nón tròn xoay.



- Hollow cone: Phun hình nón tròn xoay, hình nón rỗng. Chất lỏng sẽ được phân phối tập trung ở viền ngoài của hình nón trỏn xoay, phần không gian ở giữa sẽ không có chất lỏng


- Flat spray: phun hình rẽ quạt.


- Phun hình tia (Solid stream).


- Phun dạng sương sử dụng khí nén (atomizing).







ĐẶT MUA BÉC PHUN TƯỚI CÂY NGAY TẠI ĐÂY > > >



2. Góc phun và vùng bao phủ.

- Góc phun: là độ mở của dung dịch phun tính từ đầu béc.

- Vùng bao phủ (Spray coverage): là diện tích của dung dịch phun trên một bề mặt được phun. Nói cách khác, đó là vùng không gian được tạo nên bên chất lỏng sau khi thoát ra khỏi đầu béc phun. Vùng này trên thực tế sẽ phụ thuộc vào các yếu tố như: độ nhớt, sức căng bề mặt, lưu lượng và áp lực phun.








- Mối liên hệ thực tế giữa góc phun và vùng bao phủ:



(Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn)


ĐẶT MUA BÉC PHUN TƯỚI CÂY NGAY TẠI ĐÂY > > >



3. Kích thước hạt.

Là kích thước hạt dung dịch khi được phun. Kích thước hạt phụ thuộc vào hình dạng phun, đặc tính dung dịch, lưu lượng, áp lực phun và góc phun. Đây là yếu tố rất quan trọng trong ứng dụng xử lý khói, bụi, làm nguội khí và phun khô tạo bột.


(Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn)


4. Bơm.

Khi đề cấp đến hoạt động béc phun, chúng ta phải nói đến nguồn cấp chất lỏng. Nhìn chung, chất lỏng sẽ được cấp thông qua 3 phương pháp: sử dụng nguyên tắc trọng lực nước chảy từ cao xuống thấp, sử dụng khí nén và bình cao áp, và sử dụng bơm. Một điều cực kì quan trọng cần nhớ là bơm chỉ là cung cấp chất lỏng chứ không hề có áp lực. Áp lực chỉ hình thành khi nguồn chất lỏng bị chặn. Nếu đầu ra của bơm không bị chặn thì áp lực bằng 0 bar.


(Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn)


Bơm ly tâm và bơm thể tích là hai loại bơm cơ bản.

- Bơm thể tích:

Một thể tích chất lỏng cố định sẽ được cung cấp trong mỗi hành trình của pittông hoặc trục xoay. Các loại bơm điển hình là bơm pittong, bơm quay dạng bánh răng. Bơm thể tích cung cấp áp lực cao mà không liên quan đến bất kì thông số nào. Nếu hệ đường ống đóng kín thì cột áp tăng cao dẫn đến hư bơm. Vì vậy trong hệ thông thường có van bypass và van an toàn để bảo vệ.

- Bơm ly tâm:

Bao gồm bánh công tác (impeller, vane) quay tròn chuyển động năng thành áp tĩnh và áp động để bơm chất lỏng. Hai thông số lưu lượng chất lỏng và áp lực là hai đại lượng nghịch đảo nhau. Lưu lượng lớn thì áp lực nhỏ và ngược lại.


(Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn)

5. Lực tác động.

Là lực tác dụng của dung dịch phun trên một cm2.


I: lực tác động; K: hằng số lực
Q: là lưu lượng; P: áp lực phun

 6. Bảng độ cứng của vật liệu.


7. Bảng chuyển đổi các đơn vị phổ biến.




(Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn)


B. Lý thuyết về overlap spray (phun chồng lên nhau) đối với béc phun Flat spray (phun hình rẽ quạt).
Đối với béc phun hình rẽ quạt, lượng chất lỏng khi phun ra nhiều nhất từ tâm của hình rẽ quạt và giảm dần ra 2 biên. Do đó, để đảm bảo lượng nước phân phối đồng đều từ tâm hình rẽ quạt đến 2 biên thì 2 béc lắp gần nhau phải overlap tại 2 biên. Nói cách khác, khi lắp 2 béc gần nhau, spray coverage của mỗi béc sẽ chồng lấp lên béc còn lại.

Theo tính toán của Spraying systems, 30% chồng lấn tại mỗi biên sẽ đảm bảo phân phối đồng đều cho toàn bộ vùng phun.

Vùng chồng lấn 30%.

- Lưu ý: Khi vùng phun chồng lấn lên nhau sẽ xảy ra hiện tượng nước phun tại vùng chồng lấn sẽ va vào nhau. Do đó, khi lắp dặt, béc phun sẽ được xoay 1 góc 10 - 15 độ, hướng xoay dọc theo trục béc.

Hình dạng phun theo phương thằng đứng sau khi xoay béc 10 - 15 độ. Chất lỏng phun ra sẽ không va vào nhau.


(Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn)


ĐẶT MUA BÉC PHUN TƯỚI CÂY NGAY TẠI ĐÂY > > >



C. Tính toán và lựa chọn béc phun.
Theo các thông tin ban đầu, chúng tôi phác họa sơ bộ các kích thước, thông số quá trình đề tính toán theo như mô hình bên dưới: (tất cả đơn vị là mm).

Đơn vị tính: 1 gal/p = 3.78 l/p.

1. Tính toán lưu lượng và áp suất cho béc phun.

- Nếu ta có bơm ly tâm trục đứng với các thông số Q = 1.5 – 7 m3/h, tương ứng với cột áp 58 - 114m (Bơm CNP CDL4-12).

Giả sử Tổng trợ lực đường ống tính được là 25m, cao trình đặt béc phun so với trí đặt bơm là 5m, áp suất phun yêu cầu (trở lực của béc phun) là 60 mH2O (6 bar). Như vậy tổng trở lực sau bơm:

20 + 5 + 60 = 85m (8.5 bar)


"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"


Ta tra bảng đặc tính của bơm sẽ thu được lưu lượng làm việc của bơm là 5m3/h.

5m3/h = 5×1000 l/h = 5000 l/60p = 5000/60 = 83 l/p

Như vậy ta sẽ chọn béc phun làm việc ở áp suất 6bar với tổng lưu lượng là 83 - 85l/p.

2. Tính toán lưu lượng và áp suất cho bơm nước.

 Trường hợp nếu ta chưa có sẵn bơm nước.

Giả sử ta cần HT bơm nước với lưu lượng 5m3/h với áp suất phun là 6bar. Nếu không yêu cầu cụ thể áp suất phun bao nhiêu thì tùy mục đích sử dụng mà ta chọn áp suất phun (5 - 8000psi <-> 0.35bar - 570bar hoặc có thể hơn).

Như vậy ta dễ dàng chọn béc phun làm việc ở áp suất 6bar với tổng lưu lượng là 83 - 85l/p (5m3/h).

Tương tự có được lưu lượng và chọn đường ống ta tính được trở lực đường ống (Giả thiết tính được trở lực hay tổn thất đường ống là 25m). Cao trình đặt béc phun so với trí đặt bơm là 5m.

Như vậy tổng trở lực:

20 + 5 + 60 = 85m (8.5 bar).

Ta sẽ chọn bơm đạt được lưu lượng 5m3/h tại cột áp 85m. Ta chọn được bơm ly tâm trục đứng với các thông số Q = 1.5 – 7 m3/h, tương ứng với cột áp 58 - 114m (Bơm CNP CDL4-12) đáp ứng yêu cầu.

Lưu ý: 

Ta cũng có thể chọn bơm với các thông số dự phòng thêm (bù lại tính toán tổn thất đường ống có thể bị thiếu), chẳng hạn chọn loại bơm đảm bảo lưu lượng 5m3/h tại cột áp 90m. Như vậy lưu lượng và áp suất phun khi hoạt động thực tế cũng sẽ cao hơn yêu cầu một chút.
Chẳng hạn khi hoạt động lưu lượng thực tế sẽ là 5.2m3/h với áp suất phun 6.15bar (Tổng cột áp 87m = 8.7bar).

3. Tính toán số béc phun.

Số béc phun sẽ được chọn theo nhu cầu thực tế. Ở đây với vùng diện tích nhỏ cần lượng nước phun lưu lượng lớn mình chọn 3 béc phun bố trí thành hình tam giác đều.

4. Tính toán lưu lượng cho từng béc.

Lưu lương cho từng béc = tổng lưu lượng/ số béc = 83/3 = 27.67 l/p/1 béc = 27.67/3.78 = 7.3 gal/p/1 béc

Tại áp suất 6bar (84psi).

Ta chọn được 3 béc phun hình rẽ quạt (Flat spray), góc phun 65o H1/4U Veejet CKY 65 50.


"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"










 5. Vật liệu chế tạo béc phun và kết nối.

Tùy mục đích sử dụng và chi phí mà ta chọn vật liệu của béc phun cho phù hợp, thông thường trong công nghiệp sử dụng béc phun từ inox (SUS303/SUS316) kết nối ren trong hoặc ren ngoài.



D. TÀI LIỆU THAM KHẢO:



Tài liệu chọn béc phun nước Spray
Các bạn có thể tìm kiếm béc phun ở đây:


https://www.gspen.co.uk/nozzles-nozzle-holders-and-washing-accessories/spraying-systems-nozzles.html



"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"
E. Các bạn có thể xem thêm các video sau:


Hệ thống phun nước giảm bụi băng tải và cửa đổ




Hệ thống phun nước tự động




Súng phun nước áp suất cao dùng cho nông nghiệp




Hệ thống phun nước tưới cây




Béc phun nước hình rẽ quạt máy nghiền liệu




Chúc các bạn thành công!



A. Lý thuyết cơ bản.
1. Các hình dạng phun cơ bản (Spray pattern)

Béc phun sẽ được chọn dựa trên yêu cầu sử dụng. Mỗi loại béc sẽ tạo ra hình dạng phun khác nhau. Theo đó, béc phun thủy lực hydraulic (phun các loại chất lỏng) sẽ tạo ra 3 hình dạng phun cơ bản:

- Full cone: Phun hình nón tròn xoay, hình nón đầy. Chất lỏng sẽ được phân phối trong toàn bộ không gian của hình nón tròn xoay.



- Hollow cone: Phun hình nón tròn xoay, hình nón rỗng. Chất lỏng sẽ được phân phối tập trung ở viền ngoài của hình nón trỏn xoay, phần không gian ở giữa sẽ không có chất lỏng


- Flat spray: phun hình rẽ quạt.


- Phun hình tia (Solid stream).


- Phun dạng sương sử dụng khí nén (atomizing).







ĐẶT MUA BÉC PHUN TƯỚI CÂY NGAY TẠI ĐÂY > > >



2. Góc phun và vùng bao phủ.

- Góc phun: là độ mở của dung dịch phun tính từ đầu béc.

- Vùng bao phủ (Spray coverage): là diện tích của dung dịch phun trên một bề mặt được phun. Nói cách khác, đó là vùng không gian được tạo nên bên chất lỏng sau khi thoát ra khỏi đầu béc phun. Vùng này trên thực tế sẽ phụ thuộc vào các yếu tố như: độ nhớt, sức căng bề mặt, lưu lượng và áp lực phun.








- Mối liên hệ thực tế giữa góc phun và vùng bao phủ:



(Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn)


ĐẶT MUA BÉC PHUN TƯỚI CÂY NGAY TẠI ĐÂY > > >



3. Kích thước hạt.

Là kích thước hạt dung dịch khi được phun. Kích thước hạt phụ thuộc vào hình dạng phun, đặc tính dung dịch, lưu lượng, áp lực phun và góc phun. Đây là yếu tố rất quan trọng trong ứng dụng xử lý khói, bụi, làm nguội khí và phun khô tạo bột.


(Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn)


4. Bơm.

Khi đề cấp đến hoạt động béc phun, chúng ta phải nói đến nguồn cấp chất lỏng. Nhìn chung, chất lỏng sẽ được cấp thông qua 3 phương pháp: sử dụng nguyên tắc trọng lực nước chảy từ cao xuống thấp, sử dụng khí nén và bình cao áp, và sử dụng bơm. Một điều cực kì quan trọng cần nhớ là bơm chỉ là cung cấp chất lỏng chứ không hề có áp lực. Áp lực chỉ hình thành khi nguồn chất lỏng bị chặn. Nếu đầu ra của bơm không bị chặn thì áp lực bằng 0 bar.


(Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn)


Bơm ly tâm và bơm thể tích là hai loại bơm cơ bản.

- Bơm thể tích:

Một thể tích chất lỏng cố định sẽ được cung cấp trong mỗi hành trình của pittông hoặc trục xoay. Các loại bơm điển hình là bơm pittong, bơm quay dạng bánh răng. Bơm thể tích cung cấp áp lực cao mà không liên quan đến bất kì thông số nào. Nếu hệ đường ống đóng kín thì cột áp tăng cao dẫn đến hư bơm. Vì vậy trong hệ thông thường có van bypass và van an toàn để bảo vệ.

- Bơm ly tâm:

Bao gồm bánh công tác (impeller, vane) quay tròn chuyển động năng thành áp tĩnh và áp động để bơm chất lỏng. Hai thông số lưu lượng chất lỏng và áp lực là hai đại lượng nghịch đảo nhau. Lưu lượng lớn thì áp lực nhỏ và ngược lại.


(Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn)

5. Lực tác động.

Là lực tác dụng của dung dịch phun trên một cm2.


I: lực tác động; K: hằng số lực
Q: là lưu lượng; P: áp lực phun

 6. Bảng độ cứng của vật liệu.


7. Bảng chuyển đổi các đơn vị phổ biến.




(Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn)


B. Lý thuyết về overlap spray (phun chồng lên nhau) đối với béc phun Flat spray (phun hình rẽ quạt).
Đối với béc phun hình rẽ quạt, lượng chất lỏng khi phun ra nhiều nhất từ tâm của hình rẽ quạt và giảm dần ra 2 biên. Do đó, để đảm bảo lượng nước phân phối đồng đều từ tâm hình rẽ quạt đến 2 biên thì 2 béc lắp gần nhau phải overlap tại 2 biên. Nói cách khác, khi lắp 2 béc gần nhau, spray coverage của mỗi béc sẽ chồng lấp lên béc còn lại.

Theo tính toán của Spraying systems, 30% chồng lấn tại mỗi biên sẽ đảm bảo phân phối đồng đều cho toàn bộ vùng phun.

Vùng chồng lấn 30%.

- Lưu ý: Khi vùng phun chồng lấn lên nhau sẽ xảy ra hiện tượng nước phun tại vùng chồng lấn sẽ va vào nhau. Do đó, khi lắp dặt, béc phun sẽ được xoay 1 góc 10 - 15 độ, hướng xoay dọc theo trục béc.

Hình dạng phun theo phương thằng đứng sau khi xoay béc 10 - 15 độ. Chất lỏng phun ra sẽ không va vào nhau.


(Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn)


ĐẶT MUA BÉC PHUN TƯỚI CÂY NGAY TẠI ĐÂY > > >



C. Tính toán và lựa chọn béc phun.
Theo các thông tin ban đầu, chúng tôi phác họa sơ bộ các kích thước, thông số quá trình đề tính toán theo như mô hình bên dưới: (tất cả đơn vị là mm).

Đơn vị tính: 1 gal/p = 3.78 l/p.

1. Tính toán lưu lượng và áp suất cho béc phun.

- Nếu ta có bơm ly tâm trục đứng với các thông số Q = 1.5 – 7 m3/h, tương ứng với cột áp 58 - 114m (Bơm CNP CDL4-12).

Giả sử Tổng trợ lực đường ống tính được là 25m, cao trình đặt béc phun so với trí đặt bơm là 5m, áp suất phun yêu cầu (trở lực của béc phun) là 60 mH2O (6 bar). Như vậy tổng trở lực sau bơm:

20 + 5 + 60 = 85m (8.5 bar)


"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"


Ta tra bảng đặc tính của bơm sẽ thu được lưu lượng làm việc của bơm là 5m3/h.

5m3/h = 5×1000 l/h = 5000 l/60p = 5000/60 = 83 l/p

Như vậy ta sẽ chọn béc phun làm việc ở áp suất 6bar với tổng lưu lượng là 83 - 85l/p.

2. Tính toán lưu lượng và áp suất cho bơm nước.

 Trường hợp nếu ta chưa có sẵn bơm nước.

Giả sử ta cần HT bơm nước với lưu lượng 5m3/h với áp suất phun là 6bar. Nếu không yêu cầu cụ thể áp suất phun bao nhiêu thì tùy mục đích sử dụng mà ta chọn áp suất phun (5 - 8000psi <-> 0.35bar - 570bar hoặc có thể hơn).

Như vậy ta dễ dàng chọn béc phun làm việc ở áp suất 6bar với tổng lưu lượng là 83 - 85l/p (5m3/h).

Tương tự có được lưu lượng và chọn đường ống ta tính được trở lực đường ống (Giả thiết tính được trở lực hay tổn thất đường ống là 25m). Cao trình đặt béc phun so với trí đặt bơm là 5m.

Như vậy tổng trở lực:

20 + 5 + 60 = 85m (8.5 bar).

Ta sẽ chọn bơm đạt được lưu lượng 5m3/h tại cột áp 85m. Ta chọn được bơm ly tâm trục đứng với các thông số Q = 1.5 – 7 m3/h, tương ứng với cột áp 58 - 114m (Bơm CNP CDL4-12) đáp ứng yêu cầu.

Lưu ý: 

Ta cũng có thể chọn bơm với các thông số dự phòng thêm (bù lại tính toán tổn thất đường ống có thể bị thiếu), chẳng hạn chọn loại bơm đảm bảo lưu lượng 5m3/h tại cột áp 90m. Như vậy lưu lượng và áp suất phun khi hoạt động thực tế cũng sẽ cao hơn yêu cầu một chút.
Chẳng hạn khi hoạt động lưu lượng thực tế sẽ là 5.2m3/h với áp suất phun 6.15bar (Tổng cột áp 87m = 8.7bar).

3. Tính toán số béc phun.

Số béc phun sẽ được chọn theo nhu cầu thực tế. Ở đây với vùng diện tích nhỏ cần lượng nước phun lưu lượng lớn mình chọn 3 béc phun bố trí thành hình tam giác đều.

4. Tính toán lưu lượng cho từng béc.

Lưu lương cho từng béc = tổng lưu lượng/ số béc = 83/3 = 27.67 l/p/1 béc = 27.67/3.78 = 7.3 gal/p/1 béc

Tại áp suất 6bar (84psi).

Ta chọn được 3 béc phun hình rẽ quạt (Flat spray), góc phun 65o H1/4U Veejet CKY 65 50.


"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"










 5. Vật liệu chế tạo béc phun và kết nối.

Tùy mục đích sử dụng và chi phí mà ta chọn vật liệu của béc phun cho phù hợp, thông thường trong công nghiệp sử dụng béc phun từ inox (SUS303/SUS316) kết nối ren trong hoặc ren ngoài.



D. TÀI LIỆU THAM KHẢO:



Tài liệu chọn béc phun nước Spray
Các bạn có thể tìm kiếm béc phun ở đây:


https://www.gspen.co.uk/nozzles-nozzle-holders-and-washing-accessories/spraying-systems-nozzles.html



"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"
E. Các bạn có thể xem thêm các video sau:


Hệ thống phun nước giảm bụi băng tải và cửa đổ




Hệ thống phun nước tự động




Súng phun nước áp suất cao dùng cho nông nghiệp




Hệ thống phun nước tưới cây




Béc phun nước hình rẽ quạt máy nghiền liệu




Chúc các bạn thành công!

M_tả
M_tả

Chuyên mục:

Không có nhận xét nào: