EES SOLUTIONS

Tủ Điều Khiển Hệ Thống Xử Lý Nước Thải.

EES SOLUTIONS

Hệ Thống Xử lý Nước Thải Sinh Hoạt Nhà Máy Nitto Khu công nghiệp Visip Bắc Ninh.

EES SOLUTIONS

Kiểm Tra Điện dùng đồng hồ vạn năng.

EES SOLUTIONS

Kiểm Tra Nguồn Điện Đầu Tủ điện Điều Kiển Nhà Máy Nhôm Bình Nam Thuận Thành II.

EES SOLUTIONS

Team Word EES_SOLUTIOS

Tìm kiếm Blog này

Chủ Nhật, 24 tháng 9, 2017

Tính Toán Máy Bơm Nước - Ống Nước


I. Thuyết Minh:

  - Chọn bơm nước bình thường trong công nghiệp thì 4 yếu tố chính là lưu lượng, cột áp, độ nhớt (khi bài toán cần sự tính toán chi tiết) và kích thước đường ống.
 - Trong đó cột áp là phần phức tạp nhất, ta chọn một tuyết đường ống dài nhất từ nơi đặt bồn nước bơm đến vị trí cần bơm, khi đó tổn thất cột áp trên đoạn này là cao nhất. Trong tuyến đường chính đó có nhiều kích thước đường ống khác nhau thì ta tính tổn thất trên từng đoạn. Sau đó cộng tổng cộng các cột áp lại ra cột áp tổng toàn bộ tuyến ống. 
  - Tuy nhiên có nhiều cách để tính toán bơm nước trong dân dụng theo kinh nghiệm, hay khi dự thầu hay công trình lớn cần quá trình tính toán chi tiết hơn để chọn bơm chính xác hơn.
  - Do năng lực có hạn, nên mình viết một số cách tính toán mà mình biết.

II. Cách tính toán máy bơm thường dùng: (để tìm thông số lưu lượng, cột áp, đường ống).

1. Tính toán theo kinh nghiệm: (nước thường 25~ 30oC, không tính độ nhớt). 

 - Về lưu lượng: đơn vị m3/h hoặc lít/phút (L/min). Chọn theo lưu lượng mình cần.
ví dụ:   +  Trong một giờ thì bơm đầy bồn 3 mét khối => lưu lượng 3 khối/giờ.   +  Muốn bơm đầy 2 bồn, mỗi bồn 4 mét khối trong 3 giờ =>8 khối/3giờ =>2,7 khối/giờ.   +  Trên máy có sẳn lưu lượng cần bơm qua, rồi lấy tổng lưu lượng các máy ra lưu lượng chính.

 - Về cột áp: từ điểm thắp nhất đến điểm cao nhất (theo mét độ cao) + tổn thất áp trên co cút tê, ma sát thành ống (do ống sần xùi hoặc ống kích cở nhỏ) + tổn thất áp khi chạy qua tải. Nếu có nhiều đầu nước ra, thì ta chọn tuyến đường ống dài nhất tính từ vị trí bơm để đạt được tổn thất áp suất cao nhất.
   + Điểm thắp nhất đến điểm cao nhất và đã trừ ra cột áp hồi (tức là nước tự tuần hoàn trở lại bơm).
   + Lấy theo kinh nghiệp một co vuông bằng 3% cột áp tổng, tê thì lấy 2 % cột áp tổng. Lấy 5 mét theo chiều ngang bằng 1 mét theo chiều cao.
   + Tổn thất áp khi chạy qua tải nếu tải đã có sẳn thông số tổn thất áp lực.   +  Sau khi có được cột áp mình nhân thêm hệ số an toàn 1,4 lần cột áp tổng. Rồi báo kết quả cho bên bán bơm nước biết (về nhu cầu sử dụng, lưu lượng, cột áp) để nhà sản xuất tra đồ thị và chọn bơm báo giá cho bạn.

 - Về Kích thước Đường ống: (chỉ cần có thông số lưu lượng). Dựa vào công thức:
Vận tốc nước dựa vào tiêu chuẩn việt nam 4513-1988. Download TCVN 4513 - 1988
Ở mục 6.5 Trang 14 Trong tiêu chuẩn. Lấy nước dùng cho mọi nhu cầu sinh hoạt vận tốc V = 1,2 m/s và chữa cháy là 2,5 m/s. 

VD: Giả sử Q = 28,8 l/s, dùng cho chữa cháy V = 2,5 m/s.
  => D = V-(4 x 28,8 / 3,14 x 25) = 1.21 dm hay phi121 => ống DN150 (hoặc DN125).

2. Tính toán theo công thức bên cứu hỏa: (nước thường 25~ 30oC, không tính độ nhớt).

 - Về lưu lượng: như trên.v.v.
- Về Kích thước Đường ống: như trên.v.v.
 - Về cột áp: Cột áp H = H1 + H2 +H3.
   + H1: là tổng của cột áp cao nhất ( tức là áp lực nước theo độ cao từ vị trí đặt bơm đến nơi xa nhất của hệ thống. Kinh nghiệm 5 mét ngang bằng 1 mét cao.
   +  H2: cột áp để phun nước tại đầu ra .   +  H3: tổn thất áp tại co cút tê trên đường ống (tổn thất cục bộ) và ma sát đường ống.
 Ví Dụ:
   -- Giả sử: khoảng cách từ bơm đến nơi cần bơm độ cao là 40 m, ống đi ngang 20 m, lưu lượng 104 m3/h hay 28,8 l/s. 
   --  cột áp cao H1 = 40+4 = 44 mét cao.   --  H2 lấy bằng 5 mét phun theo độ cao.   --  H3 = Ha + Hb = A x L x Q2 + 10%*Ha
     Hb = 
10%*Ha là tổn thất qua tê, co trên toàn hệ thống.
     Q: lưu lượng nước qua ống (l/s)
      L: chiều dài của đoạn ống (m)
      Với A là sức cản ma sát từ ống (mỗi ống lại có sức cản khác nhau). A lấy theo tiêu chuẩn việt nam 4513-1988. => như ví dụ trên đường kính ống là DN150 => A = 0,00003395
=> H3 = 0,00003395 x (40+20) x 28,82 +10%*Ha = 2 mét nước.
Vậy H = 44 + 5 + 2 = 51 mét nước. và lưu lượng là 104 
m3/h = 1728 l/min => tra đồ thị thì bơm là chọn bơm 40 hp (30 Kw điện), đường ống DN150.

3. Tính toán theo công thức chi tiết:

- Về lưu lượng: như trên.v.v.
- Về Kích thước Đường ống: như trên.v.v.
 - Về cột áp: Cột áp H = H1 + H2 +H3. Với H3 = ΔPma sát + ΔPcục bộ

Trong đó:

ΔPms : Tổn thất ma sát đường ống, Pa

ΔPcb: Tổn thất áp suất cục bộ, Pa
Độ Nhớt của nước theo bảng sau: ví dụ ở 7oC thì độ nhớt là 1,306 x 10 -6 m2/s.

 + Tức là Bài toán tính H3 thứ tự như sau:
  • Đầu tiên xác định nhiệt độ của nước. VD như nước thường 30 oC => độ nhớt 0,8 x 10 -6 m2/s, khối lượng riêng của nước 1000 Kg/m3. 2 đại lượng trên thay đổi theo nhiệt độ và loại vật chất khác.
  • Điền thông số vào công thức Reynol để tính dòng chảy rối hay tầng để thay vào công thức. với tốc độ nước chính là vận tốc nước (2,5 m/s hoặc 2 m/s). Và d là đường kính của ống đã tính ra khi có lưu lượng. 
  • Sau đó tính hệ số λ.
  • Thay λ vào công thức để tính ΔPms. Với mật độ nước thay vào là 1000 Kg/m3.
  • Tính  ΔPcb: khó khăn ở hệ số trở kháng cục bộ ta dựa vào bảng tra thông số kỹ thuật của nhà sản xuất, hoặc theo cách tính trang 6-7chương 10 giáo trình Điều Hòa và thông gió (số lượng co, cút, tê, giảm.v.v.). Trở kháng cục bộ bằng tổng các trở kháng các co, tê, cúc và các van nước.
  Ví dụ bài toán như sau: đường ống dài 60 mét,  Lưu lượng nước 28,8 l/s, đường ống DN150, nước thường 30oC. V = 2,5 m/s. Đường ống có 2 van và 1 co 90o.
   => độ nhớt 0,8 x 10 -6 m2/s.
   => Re = 2,5 x 0,15/0,8 x 10 -6 =47 x 104 >104. => dòng chảy rối.
   => λ  = 1/(1,82 log 47 x 104 - 1,64)2 = 0,01.
   => ΔPms = 0,01 x 60 x 1000 x 2,52/(0,15 x2) = 12500 Pa ~ 1,27 mét nước cao.
   => ΔPcb với mỗi van có trở kháng cục bộ là 2,5 và co  90o là 0,6. Trở kháng cục bộ tổng là 5,6.
          ΔPcb = 5,6 x 1000 x 2,52/2 = 17500 Pa ~ 1,78 mét nước cao.

H3 = 1,27 + 1,78 = 3,05 mét nước cao (> 2 mét nước cao ở trên vì chưa xét đến tổn thất co, van).

4. Tính toán Bằng phần mềm:

 + Mình sử dụng phần mềm pipe flow wizard V1.12. Download Tại Đây
  • Phần mềm chủ yếu tính cột áp H (cột áp tổng trên đường ống).
  • Đây là cách tính toán nhanh nhất có kết quả tương đối nhất. 
  • Nhẹ nhàng trong việc tra 3 đại lượng: Độ nhớt và khối lượng theo nhiệt độ, tổn thất cục bộ đường ống khi chưa tìm được trở kháng cục bộ trên catalogue. 
Phần mềm có 4 phần, tuy nhiên ta chỉ tập trung vào phần đầu tiên là tính áp suất (find Pressure). Giao diện mà hình như sau:

                      
  Các bước thứ tự như sau:
    a. Chọn hệ đơn vị là metric, Lưu lượng chọn là m3/hr.
    b. Internal roughness: đại diện cho sức cản hay độ sần sùi mặt ống, ta không điền vào. Ta chỉ điền click chọn vào Pipe material để chọn loại vật liệu ống (ống nhựa regid PVC, ống thép steel, ống inox stainless.v.v.). Mỗi loại ống có độ nhám khác nhau.
    c. internal diameter: chọn đường kính trong của ống (ống DN 15 (phi 21), DN 20 (phi 27), DN 25 (phi 34), DN 32 (phi 42), DN 40 (phi 49), DN 50 (phi 60), DN 65 (phi 76), DN 80 (phi 90), DN 100 (phi 114), DN 125 (phi 146), DN 150.v.v. Ta tự chọn và nhập vào kích thước ống DN XX.
    d. Length (mét): chiều dài tổng đường ống (ống ngang + ống cao). Ví dụ trên là 40 + 20 =60 mét ống.
    e. Elevation change:(H1+H2) độ cao cột áp nước từ điểm thấp nhất đến điểm cao nhất và cột áp mong muốn tại đầu phun nước ra ngoài. 
Ví dụ trên là 40 mét cao + đầu ra ống thêm 5 mét phun cao =45 mét. 2 lựa chọn: Rise là cộng thêm vào (bơm từ thấp lên cao) và Fall là trừ ra (Bơm từ cao xuống thấp).
    f. Flow: lưu lượng dòng chảy (m3/hr, lít/phút). Chọn m3/hr. Nhập theo lưu lượng muốn tính.
   g. none: chọn số lượng co cút tê van trên đường ống, để máy tính trở kháng cục bộ từng thiết bị. Thường thì không có van lọc (value filter). Vì van lọc gây tổn thất áp suất lớn nhất trên hệ thống, nên ta phải bắt buột tra trêm để cộng riêng cột áp vào bài toán khi đã kết thúc.
   h. Water @ 20oC (68oF): click phải vào nó, chọn nhiệt độ nước thường 30oC (86oF). Máy tự tra cứu và đưa ra thông số độ nhớt Centistokes 0,802. Và khối lượng riêng Relative density 0,996 tấn/m3.


   i. Click vào Calculate Pressure Drop: Ra cột áp tổng (đã cộng áp suất tổn thất) ở ô Pressure Drop. Đơn vị là mhd hoặc bar.

III. Chọn Công suất điện cho bơm nước: (khi đã có cột áp và lưu lượng).

1. Tính công suất bơm theo công thức thường:Không chính xác bằng tra đồ thị bơm có sẳn của hảng sản xuất, vì hiệu suất sử dụng là lấy tùy ý.

Công suất điện Pbơm(walt điện) =  Áp lực (Pa) x 10-3 x Lưu Lượng(lít/giây)/hiệu suất sử dụng (n=0,65 ~ 0,9).
Đổi từ cột áp mét nước ra áp lực Pa rồi thay vào công thức.

VD: Muốn bơm bồn 2 khối, bồn đặt trên nóc tòa nhà 3 tầng cao 14 mét so với vị trí cấp nước từ mạng nước sinh hoạt, đường ống đi theo chiều ngang tổng là 10 mét. Dùng ống thép, phi 34 (DN25), dùng 4 co vuông.
=> chiều dài tổng 14 + 10 = 24 mét tổng.
=> chọn bồn còn 400 lít thì bơm => bơm 1,6 khối/giờ = 1600/3600 = 0,4444 lit/giây.
Dựa vào kết quả 15,227 mét nước = 149328 Pa.
=> Công suất điện = 149328 x 10-3 x 0,44444 / 0,65 = 102,104 Walt điện. Nếu muốn mua bơm ta nhân cho hệ số dự trử 1,4 lần. Tức bằng 102,104 x 1,4 =142,95 Walt ~1/4 Hp điện cho bơm.

2 . Tra Đồ Thị bơm từng hảng sản xuất:Tra đồ thị để chọn công suất máy bơm.



IV. Một Số Điểm Nhấn Đánh Giá Máy Bơm Nước:

  Download Giáo Trình Máy Bơm: http://www.mediafire.com/?3yqkzdw3bcsgmwh
  Download: Bảo Dưởng Máy Bơm Nhà Máy: http://www.mediafire.com/?i9e41b1ea3d6f17
  • Đánh giá theo độ ồn. Máy giá càng cao độ ồn càng thấp.
  • Đánh giá theo hiệu suất sử dụng, Máy của Châu Âu hiệu suất sử dụng lớn.
  • Đánh giá theo mức độ chịu tải, do kích thước dây quấn lớn hơn, khả năng chịu quá tải lớn.
  • .v.v.

Tính Toán Dây Điện - Contactor - Circuit Breaker

A. Tính Toán Dây Điện.

I. Thuyết Minh:

Chúng ta điều thấy một thợ cơ điện quá trình chọn lựa dây cáp điện điều theo kinh nghiệm.
Nhưng để làm một bản thuyết minh dư thầu hay một lựa chọn với những dây cáp
điện tương đối lớn thì cần có một bản tính toán và đưa ra những thông số điểm
nhấn để quyết định chọn đúng dây cáp điện, hảng sản xuất cũng như thông số yêu
cầu của sản phẩm: Cadivi, thịnh phát .v.v.
Dựa vào kinh nghiệm trong quá trình lựa chọn khi còn làm bảo trì điện, mình viết bài nàyhy vọng các bạn dể dàng chọn lựa một kích thước dây dẩn phù hợp nhất, tiết kiệm nhất có thể. Ở đây bạn phải biết rỏ dòng điện mình đang dẩn là bao nhiêu, hoặc theo kinh nghiệm mình thì 1 Kw/pha tương đương 5 ampe. Nếu 3 pha thì lấy công suất tổng chia 3 ra rồi tính tương tự.



II. Lựa chọn kích cở dây dẩn điệnTính toán ở mạng hạ áp (3 pha 380 V, 1 pha 220 V).

1. Theo kinh nghiệm: Không tính toán nhiều, chỉ theo tiêu chí là dòng điện chạy qua dây dẩn điện thì chọn kích thước cho phù hợp. Dây dẩn thường chọn với tiết diện dư rất lớn, phương

pháp này được dùng phổ biến nhất.
  - Trong xây dựng nhà ở theo TCXD 25 - 1991:
    + Dòng điện liên tục cho phép lớn nhất của dây dẫn ruột đồng được cách điện bằng vỏ cao su , nhựa tổng hợp khi nhiệt độ không khí là 25oC.


Dòng điện định mức của dây chảy cầu chì ( A )
Tiết diện ruột dây dẫn ( mm2)
Dòng điện liên tục lớn nhất cho phép (A)


Dây chiếu sáng,dây chính , dây nhánh trong nhà ở


0,5
6
-
0,75
6
-
1
6
6
1,5
10
10
2,5
15
15
4
25
25
6
35
35
10
60
60
16
90
80
25
125
100
35
150
125
50
190
160
70
240
200
95
290
225
120
340
260

    + Dòng điện liên tục cho phép lớn nhất của dây dẫn ruột đồng được cách điện bằng vỏ cao su , nhựa tổng hợp đặt trong ống khi nhiệt độ không khí là 25oC.
Tiết din rut dây dn ( mm2)
Dòng điện liên tục cho phép lớn nhất (A)
Dòng điện định mức của dây chảy cầu chì (A)
Trong ống có 2 dây dẫn
Trong ống có 3 dây dẫn
Trong ống có 4 dây dẫn
Dùng trong nhà ở
1
6
6
6
6
1,5
10
10
10
10
2,5
15
15
15
15
4
25
25
25
20
6
35
35
35
25
10
60
55
45
35
16
75
70
65
60
22,5
100
90
80
80
35
120
110
100
100
50
165
150
135
125
70
200
185
165
160
95
245
225
200
200
120
280
255
230
230

Khi số lượng dây tải điện nhiều hơn số qui định trên các bảng nêu trên thì điều chỉnh bằng các hệ số giảm cường độ dòng điện theo các hệ số:
* Nếu 5~6 dây trong một ống , hệ số giảm cường độ là 0,68.
* Nếu 7~9 dây trong một ống thì hệ số giảm cường độ là 0,63.
* Nếu 10 ~12 dây trong một ống thì hệ số giảm cường độ là 0,60.



  - Trong công nghiệp: Chọn contactor bằng 2 lần dòng định mức của nó.
Kinh nghiệm kỹ thuật của mình cũng đơn giản thôi, lấy bảng thông số cáp của cadivi : 
Sau đó lấy dòng điện có sẳn của mình nhân 1,4 lần cho ra dòng điện trên dây cáp => từ đó chọn cáp. 
Nếu dẩn vào mạch động lực nhiều motor quá (dòng khởi động lớn) thì nhân cho 1,6 lần hoặc 2 lần rồi chọn kích thước dây cáp (hồi xưa giờ tui làm cách này). 
VD: Một động cơ 3 pha 9 Kw => 1 pha 3 Kw, lấy cosphi = 0,6 => 23 Ampe => 23 x 2 = 46 Ampe. Ta chọn trung bình là 1 dây 3 ruột 4 mm2
Nhưng nếu chỉ dẩn cho hệ thống tải nhiệt và tải khác thì cosphi = 0,8 =>15 ampe => 15 x 1,6 = 24 Ampe => ta chỉ chọn dây 2,5 mm2 cho mỗi pha.
Công thức: Icatalogue,cadivi = k1* k2 * Icp > Itt.
Icp: dòng điện lâu dài cho phép trên dây dẩn.
Itt: cường độ dòng điện tính toán nhà máy.
k1: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ ứng với môi trường đặt dây, cáp.
k2: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ ứng với số lượng dây cáp đi chung trong 1 rảnh.

  2. Theo tính toán kỹ thuật: 
Dựa trên các tiêu chí lựa chọn của cáp điện Cadivi. hoặc theo GIÁM SÁT THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU LẮP ĐẶT THIẾT BỊ TRONG CÔNG TRÌNH

  + yếu tố chọn dây cáp điện :
  • Dòng điện định mức.
  • Độ sụt áp.
  • Dòng điện ngắn mạch.
  • Cách lắp đặt.
  • Nhiệt độ môi trường hoặc nhiệt độ đất.
   + Dòng điện định mức :
     - Dòng điện chạy trong ruột cáp thì sẽ sinh nhiệt làm cho cáp nóng lên. Khi nhiệt độ cáp vượt quá mức cho phép thì phải chọn cáp có tiết diện ruột dẫn lớn hơn.
     - Các bảng về dòng điện định mức và độ sụt áp sau đây dựa trên :

  • Nhiệt độ làm việc cho phép tối đa của ruột dẫn.
  • Nhiệt độ không khí.
  • Nhiệt độ đất.
  • Nhiệt trở suất của đất.
  • Độ sâu lắp đặt (khi chôn cáp trong đất).
  • Điều kiện lắp đặt.
    Độ sụt áp :     -  Một yếu tố quan trọng khác phải xem xét khi chọn cỡ cáp là độ sụt áp do tổn hao trên cáp. Độ sụt áp phụ thuộc vào:
  • Dòng điện tải.
  • Hệ số công suất.
  • Chiều dài cáp.
  • Điện trở cáp.
  • Điện kháng cáp.
IEE 522-8 quy định độ sụt áp không được vượt quá 2.,5% điện áp danh định.
  • Với mạch 1 pha 220V độ sụt áp cho phép 5.5V, Với mạch 3 pha 380V độ sụt áp cho phép 9.5V.
  • Khi sụt áp lớn hơn mức cho phép thì khách hàng phải chọn cáp có tiết diện ruột dẫn lớn hơn.


B. Tính Toán Chọn CB - Aptomat.

I. Thuyết minh:

  • cũng giống phương pháp trên cũng dựa vào dòng điện chạy qua nó.
  • Chọn CB 3 pha (400 V, 440 V, 500 V, 600 V, 690 V), 1 pha (220 V, 240 V, 250 V).
  • Bạn xác định chính xác dòng điện chạy qua CB bình thường là bao nhiêu, dòng điện quá tải (nếu có), dòng điện ngắn mạch trên hệ thống.
  • Khả năng cắt dòng ngắn mạch.
  • Chọn những hảng sản xuất có uy tín như: Mitsubishi, LS , Merlin Gerin, Clipsal, Siemen .v.v.

II. Lựa chọn CB:

đmCB > U đmLĐ (luôn được sản xuất với điện áp lớn hơn điện áp nhà máy).
đmCB >= I tính toán (lựa chọn giống như tính kích thước dây điện, tức 
chọn IđmCB >= 1,4 I tt).
cđmCB >= ngắn mạch (Tính từ điểm ngắn mạch trở về nguồn).
Công thức như: ngắn mạch  = Utb/v3xZn. Dòng ngắn mạch đi từ điểm ngắn mạch đến
nguồn điện.
Bạn muốn tính ngắn mạch thì bạn phải có thông số:
ngắn mạch Đường dây: loại dây, kích cở dây, chiều dài để tra ra thông số dây 

Z = r + jx. Và chỉ rỏ ngắn mạch từ điểm nào trên đường dây.
Nếu ngắn mạch trong Động Cơ thì phải có tổng trở Đ Cơ Zđộng cơ = r + jx