Trong các hệ thống công nghiệp và sản xuất, việc phân phối hơi là một phần quan trọng để đảm bảo hoạt động hiệu quả của nhiều quy trình khác nhau. Một yếu tố quan trọng trong việc xây dựng hệ thống cung cấp hơi là việc tính toán và chọn đường kính phù hợp cho ống phân phối hơi. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về tại sao việc tính đường kính ống phân phối hơi quan trọng các phương pháp tính toán hiệu quả.
Tại sao cần tính toán đường kình ống phân phối hơi?
Khi tính đường kính ống lớn hơn cần thiết sẽ dẫn đến:
- Chi phí mua vật tư tăng lên.
- Chi phí bọc bảo ôn tăng lên.
- Tổn thất nhiệt trên đường ống tăng lên.
- Tổn thất nước ngưng trên toàn hệ thống tăng lên.
Khi tính đường kính ống nhỏ hơn cần thiết sẽ dẫn đến:
- Thiếu hơi tại hộ tiêu thụ.
- Tốc độ mài mòn đường ống tăng lên.
- Tổn thất áp suất trên đường ống tăng lên.
- Vận tốc hơi cao dẫn đến hệ thống vận hành ồn hơn.
Trong quá trình tính toán, thiết kế hệ thống phân phối hơi, việc tính toán đường kính ống có thể dựa vào một trong hai cơ sở sau:
- Tính toán đường kính ống theo vận tốc.
- Tính toán theo tổn thất áp suất.
Có những trường hợp cần thiết có thể phải tính bằng cả 2 phương pháp trên để đảm bảo tính kinh tế và vận hành hệ thống một cách ổn định.
Tính đường kính ống phân phối hơi theo vận tốc
Khi chọn vận tốc hơi hơi chuyển động trong ống cần hết sức quan tâm đến vấn đề mài mòn, vấn đề tiếng ồn, vấn đề tổn thất áp suất. Đối với hệ thống phân phối hơi bão hòa khô, thực tế cho thấy tốc độ tối ưu khoảng 15 đến 40m/s là phù hợp, nhưng khi hơi bão hòa ẩm ta nên chọn vận tốc nhỏ đi để giảm ăn mòn đường ống.
Ta có thể tính đường kính ống theo công thức sau:
Trong đó: d : Đường kính ống hơi (m)
V: Thể tích riêng của hơi (m3/kg)
M: Lưu lượng thể tích (kg/s)
C: Vận tốc hơi trong ống (m/s)
Ngoài ra ta còn có thể tra bảng sau hoặc tra đồ thị để xác định kích thước đường ống theo vận tốc, lưu lượng và vận tốc hơi.
Tính đường kính ống phân phối hơi theo tổn thất áp suất
Trong trường hợp chúng ta phải tính toán thiết kế hệ thống phân phối hơi đảm bảo áp suất yêu cầu của hộ tiêu thụ và đã biết áp suất tại nguồn cung cấp hơi thì ta chọn phương pháp tính toán đường kính ống dẫn hơi theo phương pháp tổn thất áp suất là hợp lý nhất.
Có nhiều phương pháp để tính toán như đồ thị, tra bảng, công thức, vv.
Trong phần này chúng ta sẽ dùng phương pháp tra đồ thị để xác định đường kính ống theo tổn thất áp suất.
