Tính cột áp bơm

Nhập loại ống, cỡ ống, lưu lượng, chiều dài và số phụ kiện, van của từng đoạn, cộng thêm cột áp tĩnh, tổn thất thiết bị và hệ số dự phòng để có tổng cột áp bơm và công suất trục. Tổn thất ống thẳng dùng cùng cách giải Darcy-Weisbach với công cụ tính kích thước ống nước.

Cơ sở tính toán

Mỗi đoạn cộng tổn thất ống thẳng, phụ kiện và chiều dài tương đương; sau đó cộng cột áp tĩnh và tổn thất thiết bị rồi nhân hệ số dự phòng để có tổng cột áp. Lưu lượng bơm lấy bằng lưu lượng lớn nhất trong các đoạn.

Mục	Công thức	Giải thích · cơ sở
Tổn thất ống thẳng	Δp_L = R · L, R = (f / D) · ρV²/2	f theo Colebrook (64/Re nếu chảy tầng). Độ nhám lấy mặc định theo loại ống (thép 0,046 mm, đồng 0,0015 mm). Cùng hàm với công cụ tính kích thước ống nước
Phụ kiện và van	Δp_K = K · ρV²/2, K = f_T · Σ n·(L/D)	Phương pháp Crane TP-410. n là số lượng, L/D lấy từ bảng bên dưới
Hệ số ma sát chảy rối hoàn toàn	f_T = [−2 log₁₀(ε_T / (3,7 D))]⁻², ε_T = 0,046 mm	Crane định nghĩa f_T là giá trị chảy rối hoàn toàn của thép thương mại sạch; ống đồng và inox cũng dùng giá trị này (SGP 50A: 0,0190). Giá trị từ công thức này có thể lệch so với f_T trong bảng của Crane tới khoảng 4 % tùy cỡ ống (ví dụ 4 in: bảng 0,017, công thức 0,0163)
Chiều dài tương đương nhập trực tiếp	Δp_E = R · L_e	Với bộ lọc Y và van đặc biệt không có trong bảng, hãy nhập chiều dài tương đương tính bằng m của nhà sản xuất
Tổng cột áp	H = (H_s + Σ Δp / (ρ g) + H_e) × (1 + m)	H_s là cột áp tĩnh (âm nếu mực nước xả thấp hơn), H_e là cột áp tổn thất qua thiết bị (kPa chia cho ρ g), m là hệ số dự phòng. Công cụ này áp dụng hệ số dự phòng cho toàn bộ tổng; một số thông lệ chỉ áp dụng cho tổn thất ma sát. Nếu H bằng hoặc nhỏ hơn 0, kết quả báo là không cần bơm
Công suất thủy lực và công suất trục	P_w = ρ g Q H, P_s = P_w / η	Q tính bằng m³/s, H bằng m, η là hiệu suất bơm tại điểm làm việc

Giá trị L/D của phụ kiện và van

Chỉ liệt kê những giá trị đã đối chiếu được trong phụ lục Crane TP-410. K được tính cho ống SGP 50A (f_T 0,0190). Các phụ kiện khác hãy nhập ở ô chiều dài tương đương.

Phụ kiện, van	L/D	K (SGP 50A)
Cút 90°	30	0.57
Tê, đường thẳng	20	0.38
Tê, nhánh rẽ	60	1.14
Van cổng	8	0.15
Van một chiều cánh lật	100	1.90

Ví dụ tính

Nước 20 °C (ρ = 998,21 kg/m³), ống thép SGP. Đoạn 1: 80A (đường kính trong 80,7 mm), 600 L/min, ống thẳng 50 m, 6 cút, 2 tê đường thẳng, 2 van cổng, 1 van một chiều cánh lật. V = 1,955 m/s, f = 0,01960, R = 463,3 Pa/m, nên tổn thất ống thẳng là 23,16 kPa. Σ L/D = 6×30 + 2×20 + 2×8 + 100 = 336, f_T = 0,01720, K = 5,780 và ρV²/2 = 1907,7 Pa cho 11,03 kPa ở phụ kiện. Tổng 34,19 kPa = 3,493 m.

Đoạn 2: 65A (đường kính trong 67,9 mm), 300 L/min, ống thẳng 30 m, 4 cút, 1 tê nhánh rẽ, 1 van cổng và một bộ lọc Y có chiều dài tương đương 3 m. V = 1,381 m/s, R = 297,0 Pa/m: ống thẳng 8,91 kPa, Σ L/D = 188, f_T = 0,01790, K = 3,365 cho 3,20 kPa ở phụ kiện và 0,89 kPa ở bộ lọc Y. Tổng 13,00 kPa = 1,328 m.

Cột áp tĩnh 15 m, thiết bị bay hơi của chiller 50 kPa = 5,108 m. Cộng 15 + 4,821 + 5,108 = 24,93 m; với dự phòng 10 % thì tổng cột áp là 27,42 m (268,4 kPa). Công suất thủy lực = 998,21 × 9,80665 × 0,01 × 27,42 = 2,68 kW; với hiệu suất 60 % thì công suất trục là 4,47 kW.

Giới hạn

Hãy kiểm tra việc chọn bơm và đường đặc tính (điểm làm việc, hiệu suất, NPSH) theo số liệu nhà sản xuất. Công cụ này chỉ cộng một tuyến nối tiếp; không cân bằng lưu lượng giữa các nhánh song song và không tính tổn thất của van điều khiển.

Giá trị L/D là giá trị tiêu biểu; phụ kiện và van thực tế khác nhau theo nhà sản xuất và kích thước. Nếu có số liệu nhà sản xuất, hãy dùng ô chiều dài tương đương.

Nguồn

Crane Co., Technical Paper No. 410, Flow of Fluids Through Valves, Fittings, and Pipe: K = f_T·(L/D), bảng L/D, định nghĩa của f_T
ASHRAE Handbook, Fundamentals (SI), Pipe Sizing: Darcy-Weisbach và Colebrook
IAPWS R6-95 (khối lượng riêng của nước), IAPWS R12-08 (độ nhớt của nước)
JIS G 3452 ống thép carbon, JIS G 3459 ống thép không gỉ, ASTM B88 ống đồng

Cập nhật lần cuối 2026-10-07.