Cách tính quạt hút cho buồng sơn màng nước: lưu lượng, cột áp và công suất

Chọn quạt hút sai là nguyên nhân phổ biến khiến buồng sơn hút yếu, bụi sơn thoát ngược hoặc nước bị cuốn vào ống. Có xưởng mua quạt rất lớn mà vẫn hút kém vì ống dài nhiều co; có xưởng chọn quạt nhỏ để tiết kiệm rồi phải thay lại. Bài viết hướng dẫn cách tính sơ bộ lưu lượng và cột áp quạt cho buồng phun sơn màng nước, kèm ví dụ minh họa dễ làm theo.

Lưu ý: đây là cách tính sơ bộ để trao đổi với nhà cung cấp. Thiết kế cuối cùng cần dựa trên tiêu chuẩn áp dụng, đường đặc tính của quạt và khảo sát thực tế.

Quạt hút buồng sơn cần đáp ứng hai thông số

Mọi quạt đều có hai thông số quan trọng nhất:

• Lưu lượng (Q): lượng không khí quạt di chuyển, đơn vị m³/giờ hoặc m³/giây.
• Cột áp (hay áp suất tĩnh): khả năng thắng sức cản của buồng, bộ tách giọt, đường ống, đơn vị Pa (hoặc mmH₂O).

Hai thông số này liên hệ với nhau: khi sức cản tăng thì lưu lượng thực tế giảm. Vì vậy một quạt ghi “lưu lượng lớn” vẫn có thể hút yếu khi nối vào hệ thống có sức cản cao. Cần chọn quạt theo điểm làm việc dự kiến, tức là cặp lưu lượng và cột áp trên đường đặc tính.

Bước 1: Tính lưu lượng cần hút theo tiết diện buồng

Cách phổ biến là lấy diện tích mặt thoáng của buồng nhân với tốc độ gió mong muốn đi qua mặt đó:

Q (m³/s) = Diện tích mặt hút (m²) × Tốc độ gió (m/s)

Diện tích mặt hút là chiều rộng nhân chiều cao của khoang phun, tính tại mặt hở hướng về người thao tác. Tốc độ gió phụ thuộc loại buồng và tiêu chuẩn áp dụng. Một số tài liệu quốc tế, ví dụ hướng dẫn của OSHA về phun sơn, nêu mức tham khảo khoảng 100 feet mỗi phút, tương đương xấp xỉ 0,5 m/s, cho nhiều kiểu buồng. Dự án thực tế cần xác nhận mức áp dụng cho công trình tại Việt Nam.

Ví dụ minh họa 1

Buồng có mặt hút rộng 2 m, cao 1,8 m, chọn tốc độ gió 0,5 m/s.

• Diện tích mặt hút: 2 × 1,8 = 3,6 m².
• Lưu lượng: 3,6 × 0,5 = 1,8 m³/s.
• Đổi sang m³/giờ: 1,8 × 3.600 = 6.480 m³/giờ.

Ví dụ minh họa 2

Buồng rộng 3 m, cao 2 m, cùng tốc độ gió 0,5 m/s: diện tích 6 m², lưu lượng 3 m³/s, tức 10.800 m³/giờ. Có thể thấy buồng lớn hơn một nấc làm lưu lượng tăng gần gấp đôi, kéo theo quạt, motor và điện tiêu thụ tăng. Đây là lý do không nên mua buồng lớn hơn nhu cầu.

Bước 2: Ước lượng sức cản của toàn hệ thống

Sức cản là tổng các thành phần mà dòng khí phải đi qua. Bảng dưới đây liệt kê các thành phần thường gặp và cách xác định:

Ví dụ minh họa (giá trị giả định, không phải số đo thực): buồng và tách giọt 250 Pa, ống và co 150 Pa, cửa xả và phụ kiện 100 Pa, tổng 500 Pa. Cộng thêm phần dự phòng cho lúc bộ tách giọt bẩn, ví dụ khoảng 20%, ta có cột áp thiết kế khoảng 600 Pa. Con số dự phòng cần thống nhất với nhà cung cấp.

Bước 3: Chọn quạt theo đường đặc tính

Với Q khoảng 6.480 m³/giờ và cột áp khoảng 600 Pa, bạn tìm trong catalog quạt có đường đặc tính đi qua hoặc gần điểm này, và điểm làm việc nằm ở vùng hiệu suất tốt. Cách đọc đơn giản:

1. Trên trục hoành lấy lưu lượng, trên trục tung lấy cột áp.
2. Đánh dấu điểm (6.480; 600).
3. Chọn đường đặc tính của quạt có điểm này nằm trên hoặc gần đường cong, không nằm quá xa phía bên phải.
4. Kiểm tra công suất trục và hiệu suất tại điểm đó.

Quạt ly tâm thường được dùng khi sức cản cao như ống dài, thiết bị phía sau; quạt hướng trục phù hợp khi sức cản thấp và ống ngắn. Quạt dùng cho khu phun sơn cần được đánh giá thêm về an toàn cháy nổ. Xem bài thông gió khu phun sơn.

Bước 4: Ước lượng công suất motor

Công thức sơ bộ cho công suất trục:

P (kW) = Q (m³/giờ) × Δp (Pa) ÷ (3.600 × 1.000 × η)

Trong đó η là hiệu suất tổng của quạt tại điểm làm việc (đại lượng không có đơn vị). Với ví dụ trên và η giả định 0,6: P = 6.480 × 600 ÷ (3.600 × 1.000 × 0,6) = 1,8 kW. Motor thực tế được chọn lớn hơn công suất trục một mức an toàn do nhà sản xuất quy định, và cần phù hợp môi trường làm việc có hơi dễ cháy.

Đừng chỉ nhìn công suất motor khi so sánh các báo giá. Hai quạt cùng motor 3 kW có thể có lưu lượng và cột áp rất khác nhau. Cách đọc báo giá xem tại bài giá buồng sơn màng nước.

Những yếu tố làm quạt hút yếu dù đã tính đúng

• Thiếu gió bù: xưởng kín, không có cửa cấp khí nên quạt không hút được lượng khí như tính toán.
• Bộ tách giọt hoặc ống bẩn: sức cản thực tế cao hơn thiết kế. Lịch vệ sinh xem bài bảo trì buồng sơn màng nước.
• Quay sai chiều hoặc dây curoa trượt: làm giảm tốc độ và lưu lượng.
• Rò rỉ khí ở mối nối: khí đi tắt, không qua vùng thu gom.
• Quạt đặt sai vị trí so với ống: cút ngay sát cửa vào hoặc ra quạt gây tổn thất lớn.

Bảng thông tin cần gửi nhà cung cấp để chọn quạt

Kiểm tra sau khi lắp: đo để biết quạt có đạt không

Tính toán chỉ là bước đầu. Sau khi lắp đặt, nên nghiệm thu bằng đo đạc đơn giản:

• Đo tốc độ gió tại mặt hút bằng máy đo gió ở nhiều điểm, lấy giá trị trung bình rồi so với mức thiết kế.
• Đo dòng điện của motor và so với giá trị trên nhãn để biết quạt có quá tải không.
• Quan sát màng nước và dòng khói hoặc dải giấy mỏng gần mép buồng để xem hướng gió đi vào.
• Kiểm tra độ rung và tiếng ồn khi quạt chạy ổn định.

Nếu tốc độ gió thấp hơn thiết kế, hãy kiểm tra lần lượt chiều quay, dây curoa, bộ tách giọt, mối nối ống và gió bù trước khi quyết định thay quạt. Nhiều trường hợp chỉ cần xử lý khâu cản gió là đủ.

Câu hỏi thường gặp

Tốc độ gió trong buồng sơn bao nhiêu là đủ?

Phụ thuộc loại buồng và tiêu chuẩn áp dụng. Mức khoảng 0,5 m/s thường được dùng làm tham khảo, nhưng cần xác nhận với yêu cầu thực tế của dự án.

Có thể chỉ dùng quạt lớn hơn cho chắc không?

Quạt quá lớn làm tăng điện, tiếng ồn và có thể kéo nước vào ống hút. Nên chọn theo điểm làm việc đã tính và có dự phòng hợp lý.

Quạt trong buồng sơn có cần chống cháy nổ không?

Khu vực có hơi dung môi dễ cháy cần đánh giá nguy cơ cháy nổ và chọn thiết bị phù hợp. Việc phân vùng do đơn vị an toàn xác định theo công trình.

Nên đặt quạt trước hay sau thiết bị xử lý khí?

Phụ thuộc thiết kế hệ thống. Cần tính vị trí để tránh quạt tiếp xúc trực tiếp với hạt sơn và bảo đảm áp suất hợp lý.

Cần Nextfan tính quạt cho buồng sơn

Gửi kích thước buồng, sơ đồ ống hút và thông tin quy trình sơn, kỹ thuật Nextfan sẽ tính và đề xuất quạt phù hợp. Xem sản phẩm buồng phun sơn màng nước và tính toán thiết kế buồng phun sơn. Hotline/Zalo: 0913.834.085.

Xem thêm: Cách chọn buồng sơn màng nước 2m · Bảo trì buồng sơn màng nước hằng ngày, hằng tháng · Lỗi sơn do buồng phun: nguyên nhân và cách khắc phục