PGTECH CO., LTD VPGD: Tầng 19, Phòng 19.07, Tòa Nhà C14-CT2, Bắc Hà, Bộ Công An, Đường Tố Hữu, Nam Từ Liêm, HN. Địa Chỉ: PGTech Co., Ltd số 12, Ngõ 28, Đường Tây Hồ, Phường Quảng An, Quận Tây Hồ, TP. Hà Nội Điện Thoại: 04-730235 88 - Hotline: 0962 875 986
Trong thiết kế thủy lực, các kỹ sư vẫn có những quan tâm hay lo ngại vì hiện tượng búa nước bởi thông thường trước khi lắp đặt họ cũng không lường trước được hiện tượng búa nước sẽ như thế nào và có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng như thế nào.
Trước hết chúng ta cần hiểu búa nước là gì? Hiện tượng búa nước là như thế nào?
Búa nước là sự dâng áp đột ngột hay sóng áp được tạo ra khi một chất là lưu chất lỏng hoặc cũng có thể là lưu chất khí đang chuyển động bị buộc phải dừng lại hoặc đổi hướng một cách đột ngột (thay đổi lưu lượng). Hiện tượng búa nước thường xảy ra khi đóng van đột ngột ở một đầu của hệ thống đường ống, do đó tạo ra sóng áp suất truyền trong đường ống hay còn được gọi là làn sóng thủy lực.
Sóng áp suất này có thể gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng, từ tiếng ồn và chấn động đến phá hoại hệ thốngđường ống thủy lực. Có thể làm giảm tác động của các xung búa nước bằng cách sử dụng van chống nước va hay van giảm áp suất nước là những cách thông thường và hiệu quả.
Nguyên nhân và tác động của búa nước
Khi một đường ống bị chặn đột ngột tại cửa ra (hạ lưu), khối 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. Trong hệ thống đường ống nước dân dụng lắp đặt cho các nhà cao tầng, trung tâm thương mại, khu chung cư điều này sẽ tạo ra một tiếng nổ lớn, giống như một tiếng ồn do búa đập. Búa nước có thể gây ra vỡ đường ống nếu áp suất của đường ống nước đủ lớn. Các bẫy không khí hoặc các van chống nước va cần được lắp vào hệ thống đường ống để chúng có tác dụng như là các bộ giảm chấn, hấp thụ các lực phá hoại tiềm năng do chuyển động của nước. Các kỹ sư gọi van này làvan giảm chấn chống nước va hay gọi tắt là van búa nước.
Búa nước đã gây ra tai nạn ở nhiều nơi trên thế giới và thậm chí là tử vong vô cùng thảm khốc nếu nó xẩy ra ở những nhà máy lớn như nhà máy điện, nhà máy thủy điện, nhà máy hóa chất.., nhưng thông thường thiệt hại chỉ hạn chế ở mức vỡ ống hoặc thiết bị phụ trợ. Các kỹ sư cần phải đánh giá nguy cơ nổ đường ống dẫn do búa nước gây ra để có những biện pháp khắc phục phòng ngừa ngay từ giai đoạn tiềm ẩn. Đường ống vận chuyển các chất lỏng độc hại hoặc chất khí phải được bảo đảm chăm sóc đặc biệt trong thiết kế, thi công và vận hành vì nếu xẩy ra hiện tượng búa nước là gây hậu quả khó lường. Các nhà máy thủy điện phải được thiết kế đặc biệt và vận hành cẩn thận vì búa nước có thể làm hệ thống đường ống bị hư hại thảm khốc giống như vụ nổ búa nước ở Nga năm 2009 gây ra thiệt hại về tính mạng vô cùng lớn.
PGTech tóm tắt các giai đoạn của búa nước như sau
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 và cột áp nước trong đường ống hồi ngược lại nếu áp lực cột nước thấp hơn áp lực tính trong đường ống. Lức 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.
