Quote from Trần Xuân Trường on 19/10/2021, 07:35

Búa nước là gì.

     Hiện tượng búa nước hay còn được gọi là sốc thủy lực. Là hiện tượng áp lực trong đường ống tăng cao đột ngột hoặc hạ thấp đột ngột. Được tạo ra khi một lưu chất (thường là chất lỏng nhưng đôi khi cũng là chất khí) đang  chuyển động bị buộc dừng lại. Hoặc đổi hướng một cách đột ngột. Hiện tượng này thường xảy ra khi đóng van đột ngột ở một đầu hệ thống đường ống. Và tạo ra sóng áp suất đường ống.

Nguyên nhân gây ra hiện tượng búa nước.

     Trong hệ thống đường ống hoạt động. Khi bị chặn đột ngột tại cửa ra (hạ lưu). Lưu lượng nước phía trước cửa ra đã bị đóng vẫn còn đang di chuyển. Do đó áp suất bị tích tụ lên cao và tạo ra làn sóng xung kích cực lớn. làn sóng xung kích này tạo ra sẽ tác động lên toàn bộ hệ thống và van chặn tại vị trí cửa xả.

Các giai đoạn hình thành hiện tượng sốc thủy lực.

Búa nước được hình thành qua 3 giai đoạn.

 – Giai đoạn 1: Máy bơm đang hoạt động bình thường thì điện bị mất đột ngột và máy bơm vẫn quay theo quán tính. Tốc độ quay của cánh bơm sẽ giảm xuống làm cho lưu lượng và cột áp giảm cũng giảm theo. Lúc này sự chuyển động của máy bơm và lưu lượng vẫn theo chiều bình thường.

 – Giai đoạn 2: Do mất điện đột ngột nên chiều cao cột áp đẩy tiếp tục giảm xuống. Cột áp nước trong đường ống hồi ngược lại nếu áp lực cột nước thấp hơn áp lực tính trong đường ống. Lúc này Cánh bơm vẫn tiếp tục quay. Và áp lực hồi ngược sẽ gây áp lực đẩy lên của máy bơm. Từ đó sinh ra một chuỗi các áp lực không ổn định và gây ra sự ma sát và xung đột bên trong đường ống gây nhiễu dòng lưu lượng. Đây là hiện tượng búa nước va mà chúng ta vẫn gọi là hiện tượng búa nước. Khi đó áp lực bên trong đường ống tăng lên nhanh chóng và cột áp nước hồi ngược sẽ tạo ra một lực tác động nguy hại lên các cánh bơm đang chuyển động làm giảm nhanh tốc độ quay.

 – Giai đoạn 3: Vòng quay của cánh bơm tiếp tục giảm, các cánh bơm dừng quay. Áp lực hồi ngược của cột áp nước sẽ tác dụng cánh bơm và gây nên hiện tượng cánh bơm quay theo chiều ngược lại và nó gây hỏng máy bơm. Hiện tượng hỏng bơm thường xẩy ra khi có hiện tượng búa nước nếu không lắp đặt một van một chiều trước máy bơm để ngăn nước ngược trở lại.

Tác hại của búa nước.

     Khi hiện tượng búa nước xảy ra trong hệ thống đường ống. Các van chặn là thiết bị ảnh hưởng đầu tiên. Khi áp lực gia tăng đột ngột thì sẽ tác động đến đĩa van làm ép, nặng hơn chút có thể làm biến dạng đĩa van hoặc nặng nề nhất là giạn nứt đĩa van, van.

     Tiếp theo ảnh hưởng là đến hệ thống đường ống. Việc áp suất tăng cao đột ngột vượt quá giá trị áp suất danh nghĩa của đường ống sẽ tạo ra những vết nứt, vỡ, rò rỉ. Nặng nề hơn thì thể xảy ra hiện tượng bục nổ hệ thống.

     Sóng áp lực do việc tụt áp, áp lực dòng chảy phản hồi (tăng vọt) có thể gây ra thiệt hại đáng kể cho hệ thống. Lúc áp lực chân không được hình thành khiến hệ thống rơi vào trạng thái áp suất âm. Dẫn đến hiện tượng bị móp méo hệ thống. Ngoài ra áp lực phản hồi không chỉ tác động lên các van mà cả hệ thống lặp đi lặp lại sẽ gây ra thiệt hại vô cùng nặng nề.

 

 Cách khắc phục hiện tượng búa nước.

     Búa nước gây ra tai nạn và thậm chí là tử vong. Nhưng thông thường thiệt hại chỉ hạn chế ở mức vỡ ống hoặc thiết bị phụ trợ. Chính vì thế chúng ta cần chú ý để tránh những rủi ro lớn hơn xảy ra bằng các biện pháp cụ thể như:

     Giảm áp lực của việc cung cấp nước cho các tòa nhà bằng cách lắp đặt bảng điều khiển trung tâm.

     Nên đóng van chậm rãi. Van cấp nước vệ sinh thường được thiết kế là loại van yên tĩnh. Vì thế chỉ có thể đóng van một cách chậm rãi.

     Sử dụng đường ống có khả năng chịu áp cao.

     Kiểm soát đường ống tốt (trình tự mở và đóng).

     Một thiết bị thủy khí tương tự về nguyên tắc với thiết bị giảm sốc được gọi là ‘Thiết bị hãm búa nước’. Có thể được lắp đặt giữa đường ống nước và máy móc. Để hấp thụ sốc và làm ngừng sự va đập.

     Giảm chiều dài ống nhánh.

     Giảm độ dài của ống thẳng. Nghĩa là thêm ống nối gấp khúc, đoạn ống nối uốn chữ U hay uốn cong. Búa nước có liên quan đến tốc độ của âm thanh trong chất lưu. Và ống nối gấp khúc làm giảm ảnh hưởng của sóng áp suất.

     Bố trí các đường ống lớn hơn trong các vòng mạch chính. Điều này làm các đường ống nhánh nhỏ hơn ngắn hơn. Với hệ thống đường ống được thiết kế dạng vòng. Các dòng chảy vận tốc thấp hơn từ cả hai phía của vòng mạch có thể phục vụ một đường ống nhánh.

     Lắp đặt các van chống búa nước hoặc van giảm áp thủy lực. Để hệ thống hoạt động được an toàn.