Cách khắc phục hiện tượng búa nước

Hiện tượng búa nước là một hiện tượng độc đáo và thú vị trong lĩnh vực nước và đường ống. Khi chứng kiến hiện tượng này, chúng ta có thể nhìn thấy một cột nước đột ngột bật lên cao và phun mạnh ra khỏi bể chứa. Tạo ra một âm thanh lớn và sự rung động đáng kinh ngạc. Đây không chỉ là một hiện tượng hấp dẫn mà còn là một vấn đề đáng quan tâm trong việc quản lý và sử dụng nước. Hiện tượng này có thể xảy ra trong nhiều tình huống khác nhau. Từ các hệ thống dẫn nước công nghiệp đến hệ thống cấp nước trong gia đình. 

Trên thực tế, hiện tượng này không chỉ đơn giản là một sự cố kỹ thuật. Mà nó còn mang ý nghĩa rộng hơn trong việc tìm hiểu và nghiên cứu về cơ chế và hiện tượng trong nước. Bằng cách khám phá và hiểu rõ hơn về nguyên nhân và yếu tố ảnh hưởng đến hiện tượng búa nước. Chúng ta có thể phát triển những biện pháp khắc phục và ngăn chặn hiện tượng này. Đồng thời, tận dụng những ứng dụng tiềm năng của nó trong lĩnh vực công nghiệp, xây dựng và năng lượng thủy điện.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ đi sâu vào hiện tượng búa nước, tìm hiểu về nguyên nhân. Cũng như các yếu tố ảnh hưởng và các biện pháp khắc phục. Hãy cùng bắt đầu hành trình khám phá về hiện tượng búa nước và những bí ẩn đằng sau nó. 

Hiện tượng búa nước là gì?

Hiện tượng búa nước còn được gọi là water hammer trong tiếng Anh. Là một hiện tượng xảy ra trong hệ thống ống dẫn nước khi có sự gián đoạn hoặc thay đổi nhanh trong luồng chảy của nước. Nó thường xảy ra khi van đột ngột đóng lại. Hoặc khi có sự thay đổi đột ngột về tốc độ dòng chảy nước.

Khi van đóng lại hoặc dòng chảy nước bị gián đoạn, đột ngột dừng lại. Hoặc thay đổi tốc độ, nước trong ống vẫn tiếp tục chuyển động với động năng và động lượng ban đầu. Khi nước chạm vào một chướng ngại vật. Hoặc đoạn ống có đường kính nhỏ hơn, áp suất trong hệ thống tăng đột ngột. Sự gia tăng áp suất này tạo ra một lực đẩy ngược trên nước, gây ra các làn sóng áp suất trong ống. Những làn sóng áp suất này tạo ra tiếng động đập mạnh. Nó thể gây ra sự rung chuyển và hư hỏng hệ thống ống.

• Water hammer có thể gây ra những tác động không mong muốn. Đầu tiên, nó tạo ra tiếng động lớn và rung chuyển, gây khó chịu và ảnh hưởng đến môi trường sống và làm việc của con người.
• Thứ hai, áp suất cao và dao động nhanh gây ra sự hư hỏng và rò rỉ trong hệ thống ống. Dẫn đến lãng phí nước và mất năng lượng. 
• Thứ ba, hiện tượng búa nước có thể gây ra tác động mạnh lên cấu trúc và thiết bị trong hệ thống ống. Từ đó, làm giảm tuổi thọ và hiệu suất của chúng.

Nguyên nhân gây ra hiện tượng búa nước

Trong hệ thống đường ống, khi có sự chặn đột ngột tại cửa ra (hạ lưu). Lưu lượng nước phía trước cửa ra vẫn tiếp tục di chuyển. Điều này dẫn đến tích tụ áp suất lên cao và tạo ra một làn sóng xung kích cực lớn. Làn sóng xung kích này sẽ tác động lên toàn bộ hệ thống và van chặn tại vị trí cửa xả.

Nguyên nhân chính gây ra hiện tượng này liên quan đến bẫy hơi không tách nước.

• Bẫy hơi hư hỏng và không được sửa chữa trong thời gian dài. Công nhân trong nhà máy sẽ phải sử dụng van xả phụ để xả nước bằng tay. Chu kỳ xả nước phụ hoàn toàn phụ thuộc vào kinh nghiệm của con người. Điều này gây ra hai hệ lụy: sự thất thoát hơi nóng nếu xả nước quá sớm. Và hiện tượng thủy kích (búa nước nguy hiểm) nếu xả nước muộn hoặc quên xả.
• Gắn bẫy hơi ngược. Việc lắp đặt bẫy hơi như vậy sẽ ngăn chặn sự lưu thông của nước và hơi. Kết quả là, dù nước ngập bẫy hơi, van không thể xả do lắp đặt sai. Hậu quả của việc ngập nước là nguy cơ vỡ đường ống do water hammer.
• Quên mở van xả khiến bẫy hơi không hoạt động. Trong quá trình làm việc với hệ thống hơi, đôi khi công nhân khóa van để sửa chữa. Tuy nhiên, vì một lý do nào đó, họ lại quên mở van xả nước. Dẫn đến bẫy hơi bị nước ngập mà không có hoạt động. Kết quả là, nước ngập trong khi bẫy hơi vẫn giữ nguyên trạng thái mát lạnh.

>>> Để ngăn chặn được hiện tượng này, bạn có thể tham khảo thêm về thiết bị van công nghiệp như: van cổng, van cầu…

Các giai đoạn hình thành hiện tượng sốc thủy lực

Water hammer là một quá trình diễn ra qua ba giai đoạn.

• Giai đoạn 1: Trong giai đoạn này, máy bơm đang hoạt động bình thường nhưng đột ngột mất điện. Tuy nhiên, do quán tính, máy bơm vẫn tiếp tục quay. Tốc độ quay của cánh bơm sẽ giảm dẫn đến giảm lưu lượng và cột áp của nước. Máy bơm và lưu lượng nước vẫn theo chiều bình thường trong giai đoạn này.
• Giai đoạn 2: Do mất điện đột ngột, áp suất cột nước giảm tiếp. Nếu áp suất cột nước thấp hơn áp suất tính trong đường ống, nước trong đường ống sẽ hồi ngược. Trạng thái này khiến cho máy bơm tiếp tục quay. Áp suất hồi ngược tạo ra một chuỗi áp suất không ổn định. Tạo ma sát và xung đột trong đường ống. Dẫn đến nhiễu dòng lưu lượng. Đây chính là hiện tượng búa nước mà chúng ta thường gọi. Trong giai đoạn này, áp suất trong đường ống tăng nhanh chóng và áp suất hồi ngược. Nó tác động mạnh lên cánh bơm, làm giảm tốc độ quay nhanh chóng.
• Giai đoạn 3: Trong giai đoạn cuối cùng, tốc độ quay của cánh bơm tiếp tục giảm. Cuối cùng cánh bơm dừng quay hoàn toàn. Áp suất hồi ngược từ cột nước tác động lên cánh bơm và gây hiện tượng quay ngược lại. Điều này gây hỏng máy bơm. Hiện tượng hỏng máy bơm thường xảy ra khi xảy ra hiện tượng búa nước. Trừ khi được lắp đặt van một chiều trước máy bơm để ngăn nước từ việc quay lại.

Tác hại và biện pháp khắc phục hiện tượng búa nước

Tác hại xuất hiện water hammer

Tác hại của hiện tượng búa nước trong hệ thống đường ống là rất đáng lo ngại. Nó thể gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng. Một số tác hại chính gồm:

• Ảnh hưởng đến van chặn: Áp lực đột ngột trong hệ thống có thể gây tác động lên đĩa van, làm biến dạng, giãn nứt hoặc gây hỏng van. Điều này làm giảm hiệu suất hoạt động của van và đe dọa tính năng chặn dòng chảy nước.
• Thiệt hại đến hệ thống ống: Sự tăng áp lực đột ngột có thể vượt quá giới hạn chịu đựng của đường ống. Gây ra các vết nứt, vỡ hoặc rò rỉ trong hệ thống. Trường hợp nặng hơn, có thể xảy ra hiện tượng bục nổ hệ thống, gây thiệt hại nghiêm trọng và nguy hiểm.
• Hệ thống chịu áp suất âm: Sóng áp lực do tụt áp và áp suất dòng chảy phản hồi có thể tạo ra áp suất âm trong hệ thống. Điều này dẫn đến hiện tượng móp méo và hư hỏng các thành phần của hệ thống. Áp suất phản hồi cũng gây thiệt hại không chỉ cho các van mà còn cho toàn bộ hệ thống. Mà nó gây ra hậu quả nghiêm trọng và đòi hỏi sửa chữa phức tạp.

Biện pháp khắc phục hiện tượng búa nước

Để khắc phục hiện tượng búa nước và ngăn chặn các tai nạn và thiệt hại tiềm ẩn, chúng ta có thể áp dụng các biện pháp sau:

Lắp đặt bảng điều khiển trung tâm

Giảm áp lực cung cấp nước cho tòa nhà bằng cách sử dụng bảng điều khiển trung tâm để kiểm soát áp suất nước. Điều này giúp đảm bảo áp lực nước ổn định và tránh tình trạng tăng đột ngột gây búa nước.

Đóng van chậm rãi

Đối với van cấp nước vệ sinh, nên đóng van một cách chậm rãi thay vì đóng gấp. Điều này giúp giảm áp lực đột ngột trong hệ thống và tránh hiện tượng búa nước.

Sử dụng đường ống chịu áp cao: Chọn lựa đường ống có khả năng chịu áp cao để đảm bảo tính bền vững và an toàn cho hệ thống. Điều này giúp giảm nguy cơ vỡ ống do áp lực tăng đột ngột.

Kiểm soát đường ống

Thực hiện kiểm tra và bảo trì định kỳ cho hệ thống đường ống, đảm bảo việc mở và đóng các van được thực hiện theo trình tự chính xác. Điều này giúp giảm thiểu tác động đột ngột và giữ cho hệ thống hoạt động ổn định.

Lắp đặt thiết bị hãm búa nước

Sử dụng thiết bị hãm búa nước tương tự với thiết bị giảm sốc để hấp thụ sốc và giảm va đập trong hệ thống. Thiết bị này có thể được lắp đặt giữa đường ống nước và máy móc để giảm tác động của búa nước.

Giảm chiều dài ống nhánh và đường ống thẳng

Sử dụng các đoạn ống nối gấp khúc, uốn chữ U hoặc cong để giảm tốc độ lan truyền của âm thanh trong chất lưu và làm giảm ảnh hưởng của sóng áp suất. Điều này giúp giảm khả năng xảy ra hiện tượng búa nước.

Bố trí đường ống lớn hơn trong vòng mạch chính

Trong hệ thống đường ống thiết kế dạng vòng mạch, hãy bố trí các đường ống lớn hơn trong vòng mạch chính. Điều này có nghĩa là các đường ống nhánh sẽ nhỏ hơn và ngắn hơn. Dòng chảy với vận tốc thấp hơn từ cả hai phía của vòng mạch sẽ giúp phục vụ cho một đường ống nhánh cụ thể. Điều này giúp giảm tác động của búa nước và tăng khả năng điều khiển áp lực nước.

Lắp đặt van chống búa nước hoặc van giảm áp thủy lực

Để đảm bảo an toàn cho hệ thống, hãy lắp đặt các van chống búa nước hoặc van giảm áp thủy lực. Các van này có chức năng kiểm soát áp suất nước và giảm thiểu tác động của búa nước. Điều này giúp hệ thống hoạt động một cách ổn định và tránh những tác động gây hại.

Địa điểm cung cấp các van chống sốc thủy lực

Công ty Tuấn Hưng Phát là địa điểm cung cấp các van chống sốc thủy lực chất lượng. Chúng tôi hiện đang nhập khẩu và phân phối sản phẩm van công nghiệp chống búa nước trên toàn quốc. Chúng tôi cam kết cung cấp đến khách hàng sản phẩm nhập khẩu trực tiếp từ các nhà sản xuất uy tín và được chứng nhận chính hãng. Đảm bảo quý khách hàng nhận được sản phẩm chất lượng cao, kèm theo giấy tờ đầy đủ CO – CQ và Catalogue. Chúng tôi cũng đảm bảo chế độ bảo hành chính hãng từ 12 đến 24 tháng và chính sách đổi trả 1 đổi 1.

Để nhận được báo giá chính xác nhất và hỗ trợ giá tốt nhất theo nhu cầu của quý khách hàng, xin vui lòng liên hệ trực tiếp với chúng tôi. Chúng tôi sẽ nhanh chóng phản hồi và cung cấp thông tin chi tiết mà quý khách cần.

>>> Bạn có thể tham khảo thêm bài viết: Vai trò của tầng ozon