Mối Quan Hệ Giữa Áp Suất Vòi Phun, Kích Thước Lỗ Và Lưu Lượng
Lưu lượng của vòi phun có mối quan hệ chặt chẽ với kích thước lỗ và áp suất. Khi áp suất hoặc kích thước lỗ tăng, lưu lượng cũng tăng theo, nhưng sự tăng này không phải là tuyến tính. Thực tế, ở cùng một áp suất, lưu lượng tỷ lệ thuận với bình phương đường kính lỗ. Tương tự, với kích thước lỗ cố định, lưu lượng tỷ lệ thuận với căn bậc hai của áp suất.
Đối với cùng một mẫu vòi phun từ LORRIC, có nhiều tùy chọn lưu lượng khác nhau. Điều này đạt được nhờ thiết kế các kích thước lỗ khác nhau và điều chỉnh phạm vi áp suất phù hợp cho cùng một mẫu vòi phun. Nói cách khác, khách hàng có thể lựa chọn các thông số vòi phun phù hợp bằng cách tham khảo mã lưu lượng và áp suất để đáp ứng nhu cầu của mình.
Bài viết này sẽ hướng dẫn người đọc hiểu rõ mối quan hệ giữa lưu lượng, áp suất và kích thước lỗ.
1. Mối Quan Hệ Giữa Áp Suất Vòi Phun Và Lưu Lượng
Khi áp suất tăng, lưu lượng tăng theo tỷ lệ căn bậc hai của áp suất. Nhưng tại sao lại như vậy? Lưu lượng của vòi phun được xác định bằng công thức sau:
• Vậy lưu lượng thay đổi như thế nào khi áp suất tăng?
Từ công thức trên, chúng ta có thể thấy:
Khi áp suất tăng, lưu lượng cũng tăng, nhưng không phải là tăng tuyến tính. Thay vào đó, nó tuân theo mối quan hệ căn bậc hai.
Nếu áp suất tăng từ 2 bar lên 8 bar (gấp 4 lần), lưu lượng chỉ tăng lên √4 = gấp 2 lần ban đầu.
Nói cách khác:
Lưu lượng Q tỷ lệ thuận với căn bậc hai của chênh lệch áp suất ΔP.
Do đó, chúng ta có thể mô tả mối quan hệ giữa lưu lượng Q và áp suất P như sau:
Bằng cách này, chúng ta có thể dễ dàng sử dụng mối quan hệ giữa lưu lượng và chênh lệch áp suất để tính toán giá trị. Ví dụ, khi thay đổi điều kiện vận hành của vòi phun (như lưu lượng), công thức này có thể được sử dụng để xác định sự thay đổi áp suất cần thiết hoặc ngược lại để tìm lưu lượng ở các mức áp suất khác nhau.
• Tôi có một vòi phun và muốn tính toán lưu lượng của nó dưới các mức áp suất khác nhau. Làm thế nào để làm điều đó?
Giả sử một vòi phun có lưu lượng 3,91 m³/s ở áp suất 3 bar. Vậy lưu lượng ở áp suất 100 bar là bao nhiêu?
Chúng ta đang giải lưu lượng tại 100 bar (ký hiệu là Q2). Biết rằng lưu lượng tỷ lệ thuận với căn bậc hai của áp suất, chúng ta thay giá trị vào công thức:
Lưu lượng ở áp suất 100 bar được tính toán xấp xỉ là 22,56 m³/s.
[2]
2. Ảnh Hưởng Của Kích Thước Lỗ Vòi Phun Đến Lưu Lượng
Có thể quan sát thấy rằng dưới cùng một áp suất,
lưu lượng Q tỷ lệ thuận với bình phương đường kính lỗ D^2
Dựa trên giả định rằng lưu lượng tỷ lệ thuận với bình phương đường kính lỗ, chúng ta có thể tính toán lưu lượng bằng công thức sau:
Ví dụ tính toán:
Làm thế nào để tính lưu lượng cho các vòi phun có kích thước lỗ khác nhau dưới cùng một áp suất?
Giả sử đường kính lỗ là 2 mm, lưu lượng của vòi phun là 10 L/phút, vậy nếu đường kính lỗ tăng lên 4 mm, lưu lượng sẽ là bao nhiêu?
Thay các giá trị đã biết vào công thức:
Có thể tính toán rằng khi đường kính lỗ là 4 mm, lưu lượng của vòi phun xấp xỉ 40 L/phút.
3. Hiểu Lầm: Chọn Vòi Phun Dựa Chỉ Vào Kích Thước Đường Kính Lỗ
“Đường Kính Lỗ Không Đồng Nghĩa Với Hiệu Suất Phun”
Như đã trình bày ở các phần trước, hiệu suất phun của vòi phun bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm đường kính lỗ, áp suất và lưu lượng.
Các nền tảng bán vòi phun không chuyên thường chỉ sử dụng kích thước đường kính lỗ làm thông số duy nhất. Tuy nhiên, trên thực tế, lưu lượng và góc phun của vòi không thể được xác định chỉ dựa vào kích thước đường kính lỗ. Ví dụ, lỗ hình elip của vòi phun dạng quạt khiến việc định nghĩa trực quan kích thước đường kính trở nên khó khăn. Ngay cả với các vòi phun có cùng đường kính lỗ 1 mm, lưu lượng, góc phun và sự phân bố lực tác động có thể khác nhau đáng kể.
Khi thiết kế vòi phun, các nhà sản xuất chuyên nghiệp ưu tiên hiểu rõ hiệu suất mà khách hàng mong muốn. Các vòi phun của chúng tôi được cung cấp bảng tham chiếu liên kết giữa góc phun, lưu lượng và áp suất, cho phép khách hàng thực hiện lựa chọn ban đầu. Nếu hiệu suất phun thực tế không đáp ứng kỳ vọng trong quá trình sử dụng, chúng tôi không ngay lập tức đề xuất tăng hoặc giảm kích thước đường kính lỗ. Thay vào đó, chúng tôi kiểm tra mô hình phân bố, xác định các vấn đề tại hiện trường và đánh giá xem thay đổi mẫu vòi phun có cải thiện kết quả hay không. Bằng cách xem xét nhiều yếu tố, chúng tôi hướng đến việc đạt được hiệu suất phun như mong đợi của khách hàng.