Cách Đọc Đường Cong Q–p Máy Thổi Khí: Chọn Điểm Làm Việc Theo Lưu Lượng Và Áp Suất

Một máy thổi khí con sò được công bố lưu lượng tối đa 300 m³/h không có nghĩa máy vẫn cung cấp được 300 m³/h khi phải tạo chênh áp 200 mbar. Để biết khả năng cấp khí tại điều kiện làm việc, cần đọc đường đặc tính của đúng model và tần số vận hành.

Cách đọc đường cong Q–p máy thổi khí (Performance Curve) giúp xác định mối quan hệ giữa lưu lượng khí Q và chênh áp Δp. Đây là bước quan trọng để đánh giá khả năng thổi khí hoặc hút chân không, thay vì chỉ dựa vào những thông số cực đại trong catalogue.

Khi đọc biểu đồ, cần xác định đúng trục và đơn vị, chọn đường đặc tính tương ứng với model, sau đó đối chiếu lưu lượng đạt được tại mức chênh áp mà hệ thống yêu cầu.

Nhận diện đúng trục và đường đặc tính trên biểu đồ

Không phải nhà sản xuất nào cũng bố trí đường cong Q–p theo cùng một hướng trục. Một số biểu đồ đặt lưu lượng ở trục ngang và áp suất ở trục đứng; những biểu đồ khác trình bày ngược lại.

Với nhóm biểu đồ REXCHIP 2HB Vacuum/Compression, các thành phần chính gồm:

Biểu đồ lưu lượng và chênh áp Q–p của máy thổi khí REXCHIP 2HB tại 50 Hz

Mốc 0 mbar nằm ở giữa biểu đồ. Khi di chuyển sang phía hút hoặc phía thổi, độ lớn chênh áp tăng theo chiều tương ứng. Trục đứng cho biết lưu lượng tại mỗi điểm trên đường đặc tính của model.

Ở nhiều máy Side Channel Blower, lưu lượng cao nhất xuất hiện gần vùng chênh áp bằng 0. Khi hệ thống tạo ra trở lực lớn hơn, lưu lượng thường giảm.

Phải sử dụng đúng phần Vacuum khi đánh giá chế độ hút và phần Compressor khi đánh giá chế độ thổi. Không lấy đường hút để kết luận khả năng thổi chỉ vì hình dạng hai đường cong gần giống nhau.

Tần số vận hành cũng ảnh hưởng đến đặc tính máy. Một model chạy ở 50 Hz có thể có lưu lượng và giới hạn khác so với khi chạy ở 60 Hz. Vì vậy, nguồn điện và điều kiện vận hành cần được đối chiếu trước khi đọc đường cong.

Cần phân biệt biểu đồ Q–p với biểu đồ công suất tiêu thụ của motor. Biểu đồ Q–p thể hiện lưu lượng và chênh áp; còn công suất điện hoặc dòng điện phải được kiểm tra từ những thông số và dữ liệu vận hành tương ứng, không thể đọc trực tiếp từ trục m³/h và mbar.

Cách đọc lưu lượng tại một mức áp suất yêu cầu

Giả sử hệ thống cần đánh giá máy ở chênh áp thổi +150 mbar, với cửa hút ở áp suất khí quyển và các điều kiện phù hợp với biểu đồ công bố.

Có thể thực hiện theo bốn bước.

Bước 1 — Chọn đúng biểu đồ và model

Xác định mã máy, tần số 50 Hz hoặc 60 Hz và chế độ thổi hay hút. Nếu hệ thống cấp khí áp suất dương với cửa hút thông khí quyển, sử dụng đường Compressor phù hợp.

Bước 2 — Xác định mức chênh áp trên trục ngang

Tìm vị trí +150 mbar ở phía bên phải mốc 0 trên biểu đồ. Nếu đánh giá chế độ hút, cần chuyển sang phần Vacuum và đọc theo cách thể hiện của nhà sản xuất.

Bước 3 — Tìm điểm giao với đường đặc tính

Từ vị trí +150 mbar, dóng thẳng theo phương đứng đến đường cong của model cần kiểm tra.

Nếu chênh áp yêu cầu nằm ngoài phạm vi đường cong được công bố, không tự kéo dài đường biểu diễn để suy ra lưu lượng.

Bước 4 — Đọc lưu lượng trên trục đứng

Từ giao điểm vừa xác định, dóng ngang về trục lưu lượng để đọc Q tương ứng.

Nếu điểm giao nằm giữa hai vạch chia, có thể ước lượng sơ bộ khi sàng lọc model. Đối với quyết định kỹ thuật cuối cùng, nên dùng biểu đồ rõ nét hoặc dữ liệu điểm vận hành do nhà sản xuất xác nhận.

Đường cong áp lưu lượng máy thổi khí con sò Rexchip 710H37 50Hz

Ví dụ minh họa:

Ở điều kiện giả định này, Model A không đáp ứng đủ lưu lượng. Model B đạt yêu cầu sơ bộ xét riêng theo cặp lưu lượng–chênh áp, nhưng vẫn cần kiểm tra giới hạn tải, dòng điện, nhiệt độ và chế độ vận hành trước khi lựa chọn.

Con số Qmax chỉ là một mốc đặc tính; để tránh sử dụng thay cho Q tại chênh áp yêu cầu, cần phân biệt Qmax và lưu lượng làm việc của máy thổi khí.

Từ đường cong Q–p đến điểm làm việc của hệ thống

Đọc được lưu lượng trên đường đặc tính mới cho biết khả năng của máy tại một mức chênh áp đang xét.

Duty Point (điểm làm việc) là trạng thái lưu lượng và chênh áp thực tế khi máy kết nối với hệ thống. Điểm này phụ thuộc cả đặc tính máy và trở lực của hệ thống.

Với hệ cấp khí, trở lực có thể đến từ đường ống, bộ lọc, van, đầu phân phối và áp suất tại vị trí sử dụng. Đối với hệ sục khí dưới nước, phải xét thêm áp lực thủy tĩnh tại vị trí cấp khí.

Khi trở lực tăng, điểm làm việc của Side Channel Blower thường dịch chuyển về vùng có chênh áp cao hơn và lưu lượng thấp hơn.

Nếu đã xác định được đường đặc tính trở lực của hệ thống, giao điểm giữa đường này và đường đặc tính của máy là cơ sở để xác định điểm làm việc dự kiến. Trường hợp chỉ có một cặp Q–Δp yêu cầu, việc tra đường cong mới là bước kiểm tra khả năng đáp ứng tại điều kiện thiết kế đó.

Một yếu tố dễ bỏ sót là chênh áp qua máy không nhất thiết bằng áp suất đo riêng tại cửa đẩy.

Khi cửa hút có áp suất thấp hơn khí quyển và cửa đẩy đồng thời có áp suất dương, phải xét chênh lệch giữa hai phía của máy.

Ví dụ, nếu đồng hồ tại cửa hút ghi −50 mbar và tại cửa đẩy ghi +150 mbar, cùng lấy áp suất khí quyển làm mốc, thì chênh lệch áp suất giữa hai cửa là:

Δp = 150 − (−50) = 200 mbar.

Đây là giá trị chênh lệch tĩnh giữa hai cửa, không phải bằng chứng máy đáp ứng được lưu lượng tại điều kiện đó. Khi cả phía hút và phía đẩy cùng chịu trở lực, phải xác nhận khả năng vận hành, điều kiện tham chiếu và đường đặc tính phù hợp của nhà sản xuất; không mặc nhiên dùng một điểm +200 mbar trên đường Compressor để kết luận.

Trước khi chốt model, cần kiểm tra:

Khi đã xác định được điểm làm việc và cần so sánh thêm số tầng tăng áp, nguồn điện hoặc cấu hình thiết bị, lựa chọn máy thổi khí con sò theo Q–p và số tầng cánh là bước tiếp theo để hoàn thiện quyết định kỹ thuật.

Khi yêu cầu lưu lượng và chênh áp đã rõ, người mua có thể tham khảo danh mục máy sục khí con sò để đối chiếu các dòng sản phẩm phù hợp, sau đó kiểm tra đường đặc tính của từng model.

Đọc đường cong Q–p không phải chỉ tìm lưu lượng lớn nhất được công bố. Điều quan trọng là xác định máy có cung cấp đủ khí tại chênh áp mà hệ thống yêu cầu, đồng thời đáp ứng các giới hạn vận hành thực tế hay không.

Nguồn kỹ thuật tham khảo

• REXCHIP — Side Channel Blower Catalogue, 2HB Vacuum/Compression Performance Curves.

• Atlas Copco — Side Channel Blower Instruction Manual.

• Fuji Electric — How Pressure, Vacuum and Airflow Interact in Regenerative Blower Systems.