Búa nước là gì? Nguyên nhân và cách khắc phục

Hiệu ứng búa nước là gì?

Sau khi bạn mở hoặc khóa đường ống nước nước sẽ gây ra rung lắc nhẹ. Một ví dụ khác là dùng lòng bàn tay bóp mạnh một chai nhựa chứa đầy nước nước trong chai sẽ bắn ra ngay lập tức và hiện tượng giống như vậy được gọi là hiệu ứng búa nước.

Hiệu ứng búa nước (hay còn gọi là thuỷ kích) là hiện tượng nước hoặc các chất lỏng bên trong đường ống bị dừng lại đột ngột khi đóng hoặc mở van.

Với thành ống trơn nhẵn, không có ma sát để cản trở dòng nước, đường ống sẽ phải chịu một sóng sung kích rất lớn và có thể gây hư hỏng đường ống hay đồng hồ đo áp.

Nguyên nhân gây ra hiện tượng búa nước

Có thể bạn đã biết rằng nước gần như không thể bị nén lại, tức là thể tích nước luôn không đổi dù bạn có điều chỉnh áp suất với các thiết bị như xilanh thủy lực.

Tính chất này có thể rất hữu ích nhưng sự thiếu co giãn có thể gây ra thảm họa đối với hệ thống ống nước.

Chúng ta thường dễ quên rằng độ nặng của nước với ít khi nào chúng ta vận chuyển nước rất nhiều cùng lúc nhưng nếu bạn tính toán khối lượng nước trong hệ thống ống nước của thành phố hay chỉ là trong hệ thống ống nước tại nhà bạn sẽ thấy khối lượng này là không hề nhỏ.

Lượng nước này khi trải qua ống có thể tạo ra động lượng không nhỏ nếu bạn dừng dòng chảy của nước một cách đột ngột. Chẳng hạn như bằng cách nhanh chóng đóng van.

Toàn bộ lượng nước không thể bị nén hay co dãn, dẫn đến không động lực không thể bị hấp thu và khiến đường ống bị tăng áp suất đột ngột. Áp suất này di chuyển giống như sóng và tác động trực tiếp vào thành ống. Đôi khi chúng ta có thể nghe thấy tiếng động mà nó tạo ra.

Hiện tượng búa nước nguy hiểm như thế nào?

Với những ống nước có độ cứng lớn và độ dài hàng trăm km, sự gia tăng đột ngột với áp suất sau sự thay đổi về động lượng có thể gây thiệt hại lớn.

Hãy cùng là một phép tính đơn giản nếu bạn có một đường ống nước có đường kính 1m và độ dài 100 km đây là độ dài trung bình khối lượng nước trong ống là khoảng 80 triệu kg.

Đó là một khối lượng khổng lồ. Trên thực tế khối lượng này tương đương với khoảng 10 tàu chở hàng. Hãy tưởng tượng bạn là người vận hành ở cuối đường ống này với nhiệm vụ đóng van nếu bạn đóng van nhanh chóng, thì về cơ bản bạn vừa đâm cả 10 tàu chở hàng vào một bức tường gạch.

Tốc độ gia tăng và biến đổi áp suất đột ngột có thể gây đứt gãy đường ống hoặc gây thiệt hại nghiêm trọng cho các bộ phận khác của hệ thống. Vậy làm sao để các kỹ sư có thể tránh tính trạng này? Hãy cùng ht việt nam tham khảo trong phần tiếp theo nhé.

Cách khắc phục hiện tượng búa nước

Hiện tượng búa nước xảy ra trên bất kỳ hệ thống đường ống nào. Nhưng trong các đường ống dẫn nước gia đình, chúng ta thường không để ý tới nó bởi chúng không gây ra thiệt hại gì đàng kể.

Để quan sát kỹ hơn về hiện tượng này, các kỹ sư đã thiết kế một thiết bị đo áp suất trên đường ống. Một ống pvc dài khoảng 30m kết nối bể nước ở một đầu và van ở đầu còn lại.

Hệ thống này cũng có đồng hồ analog kỹ thuật số để quan sát sự thay đổi áp suất và một đoạn ống trong suốt để quan sát hiện tượng xảy ra. Khi đóng van, đường ống trông có vẻ bình thường.

Nhưng nếu quan sát số liệu từ máy đo áp suất chúng ta sẽ thấy có sự thay đổi áp suất tăng lên đột ngột đến hơn 2.000 kloscal hay 300 psi tức là khoảng 5 lần áp suất thủy tĩnh.

Sự thay đổi một này không đủ để làm vỡ đường ống nhưng lại là quá thừa để làm vỡ máy do áp suất này. Vậy bên cạnh việc vô hiệu áp suất đi qua hệ thống bằng nhiều cách phức tạp ta có thể sử dụng chứng minh đơn giản này tìm ra cách hạn chế hiện tượng búa nước.

♦ Cách 1: Giảm tốc độ dòng chảy

Giảm tốc độ dòng chảy là một trong những cách tốt nhất để giảm tác động của nước. Vận tốc dòng chảy tỉ lệ nghịch với kích thước đường ống, do đó chúng ta có thể tăng kích thước đường ống để giảm tốc độ dòng chảy.

Hiển nhiên cách này sẽ làm tăng chi phí khi lắp đặt đường ống. Vì vậy người dùng cần cân nhắc về vấn đề kinh tế.

♦ Cách 2: Kéo dài thời gian

Cách thứ hai là tăng thời gian mà sự thay đổi động lượng có thể xảy ra. Một ví dụ điển hình là lắp đặt thêm bánh đà (flywer). Cách này sẽ giúp dòng chảy được bơm từ từ chứ không dừng đột ngột. Qua đó giảm đáng kể áp lực của dòng chảy.

♦ Cách 3: Đóng van từ từ

Một phương pháp rất hưu hiệu và tiết kiệm chi phí mà các bạn có thế áp dụng là đóng van một cách từ từ. Với các này dòng chảy không bị dừng đột ngột mà được giảm dần lưu lượng.

Trong các tất cả các hệ thống, gần như lúc nào tốc độ đóng hay mở van cũng được tính toán để tránh hiện tượng búa nước. Các thiết bị như van cổng hay van cầu thường xuyên được sử dụng với mục đích tăng thời gian đóng mở van.

Ngoài khả năng kiểm soát dòng chảy tốt, van cầu và van cổng còn có thể hoạt động trong các đường ống lớn mà không gây khó khăn. Thiết kế vô lăng giúp giảm mô men xoắn đáng kể, từ đó tiết kiệm năng lượng cho người vận hành.

♦ Cách 4: Điều chỉnh sóng xung kích

Sóng xung kích mô tả tốc độ mà sóng áp suất có thể lan truyền trong đường ống, là phép đo gián tiếp và tính đàn hồi của hệ thống và nó có thể phụ thuộc vào khả năng chịu nén của chất lỏng, của vật liệu ống cho dù được chôn dưới lòng đất hay không

Ở mỗi hệ thống cố định sóng áp có thể phản ánh dễ dàng mà không có sự suy yếu nhiều. Thiết bị ham muốn nước rất phổ biến với các hệ thống ống nước với thiết kế từ đơn giản đến phức tạp.

Chúng ta có thể làm tăng độ linh hoạt của hệ thống hơn nữa bằng cách lắp ở thiết bị chống rung chấn. Thiết bị này có bóng khí có thể hấp thụ một phần ba đập và làm giảm sự tác động của áp suất.

Trong các kỹ thuật uống nước tại các khu vực đô thị. Tháp nước có thể giúp kiểm soát bốn nước bằng cách tạo không gian cho nước di chuyển lên xuống qua đó hấp thụ sự thay đổi đột ngột về áp suất.

Thiết bị chống rung chấn rất phổ biến trong hệ thống ống nó có thể đơn giản là một van giảm áp. Trong hệ thống phân phối nước cho khu vực thành thị, tháp nước giúp kiểm soát sóng xung kích và hấp thụ những thay đổi đột ngột trong áp suất.

Kết luận

Hệ thống nước là một trong những sáng kiến trí tuệ và có sức ảnh hưởng lớn tới sự phát triển của xã hội. Việc kiểm soát nước bằng các đường ống đôi lúc khiến chúng ta quên đi sức mạnh của nước.

Chính vì vậy khi thực hiện lắp đặt hệ thống đường ống, khách hàng cần tham khảo ý kiến từ các chuyên gia trong lĩnh vực này. Nếu gặp bất kỳ khó khăn hay thắc mắc nào, hãy liên hệ với HT Việt Nam qua hotline để được tư vấn và hỗ trợ kịp thời.

Ngoài ra, công ty tnhh tm&xnk ht việt nam còn là đơn vị chuyên cung cấp các thiết bị đường ống chính hãng. Với nhiều năm kinh nghiệm cùng đội ngũ nhân viên chuyên nghiệp, ht việt nam cam kết mang tới cho khách hàng những sản phẩm và chất lượng phục vụ tốt nhất.