Sự xâm thực, ăn mòn là gì?
Sự xâm thực, ăn mòn (Cavitation) là một hiện tượng trong đó sự thay đổi áp suất nhanh chóng trong chất lỏng dẫn đến sự hình thành các khoang nhỏ chứa đầy hơi ở những nơi có áp suất tương đối thấp. Sau đó áp suất tăng trở lại, những khoảng trống hoặc bong bóng trong chất lỏng nhanh chóng sụp đổ, tạo ra sóng xung kích, được gọi là xâm thực quán tính.
Giải thích chi tiết nguyên nhân hiện tượng Cavitation
Có nhiều loại máy bơm chân không được sử dụng trong các xí nghiệp gạch ngói. Máy bơm chân không vòng chất lỏng là một thiết bị phù hợp phổ biến của máy đùn chân không. Máy bơm chân không hoạt động ở trạng thái chân không cao, đặc biệt là vào mùa hè, nhiệt độ nước làm việc tăng, áp suất khí hóa của nước cũng tăng theo.
Ở đầu hút của bơm chân không vòng chất lỏng, các bong bóng trong vòng nước ngưng tụ nhanh chóng và làm cho các bong bóng vỡ ra, đó là cơ chế tạo ra sự xâm thực của bơm chân không vòng chất lỏng. Cavitation của bơm chân không vòng chất lỏng liên quan đến độ chân không và nhiệt độ nước làm việc của bơm chân không, nhưng không liên quan trực tiếp đến vận tốc tuyến tính chân không và tỷ số nén. Trong điều kiện này, bất kỳ máy bơm chân không nào cũng sẽ có hiện tượng xâm thực.
Sự hình thành sóng xung kích do xâm thực, ăn mòn
Xâm thực, ăn mòn bên trong đường ống nước
Trong 1 đường ống chất lỏng, khi đường kính ổng giảm, sẽ hình thành 1 số điểm có áp suất thủy tĩnh nhỏ (khu vực màu xanh dương). Khu vực này sẽ xuất hiện các bọt khí. Trong giai đoạn chuyển từ lỏng sang khí, thể tích các bọt khí tăng trên 50.000 lần.
Đến khu vực có đường ống lớn hơn, áp suất thủy tĩnh tăng thì hơi nước chuyển dạng lõng, các bọt khí đột ngột sập lại. Khi chuyển từ khí sang lỏng, thể tích các bọt khí giảm trên 50.000 lần. Từ đó hình thành sóng xung kích (micro wave).
Cavitation ở chân xịt quay của tàu thuyền
Cánh quạt chân vịt quay nhanh, tạo ra dòng nước tốc độ lớn lướt qua bề mặt cánh quạt. Dòng chất lưu này theo nguyên lý Bernulli sẽ tạo ra áp suất thấp, dẫn đến hình thành có bóng nước trên bề mặt cánh quạt. Các bóng nước vỡ ra sẽ tạo ra sóng xung kích phá hỷ bề mặt của cánh quạt.
Tốc độ càng càng cao, thì càng dễ xảy ra hiện tượng sóng xung kích hơi nước cavitation. Để tránh hiện tượng Cavitation trên bề mặt cánh quạt chân vịt, người ta thiết kế cánh quạt sao cho tốc độ quay thấp.
Tuy nhiên, tốc độ quay thấp thì lực đẩy của tàu sẽ yếu. Do đó, chân vịt tàu tuy giảm tốc độ quay, nhưng cần tăng số lượng cánh từ 3 cánh lên 6 cánh và tăng kích thước cánh. Việc này giúp giảm tốc độ quay (tránh Cavitation) nhưng vẫn đảm bảo lực.
Hiện tượng Cavitation trong máy bơm ly tâm ( centrifugal pump)
Máy bơm nước ly tâm có cánh quạt quay tròn để tạo lực quán tính ly tâm, từ đó tạo áp lực nước. Trong quá trình cánh quạt quay, dòng nước đi ngang qua bề mặt cánh quạt. Từ đó xảy ra hiện tượng Cavitation, tạo bọt khí. Các bọt khí vỡ và tạo ra sóng xung kích phá hủy bề mặt cánh quay bơm ly tâm.
7 Cách để tránh hiện tượng Cavitation trong bơm ly tâm
- Hạ nhiệt độ dòng chảy
- Tăng mức chất lỏng trong bình hút
- Thay đổi máy bơm có thiết kế tốt hơn
- Giảm tốc độ động cơ nếu có thể
- Tăng đường kính mắt của cánh quay
- Cảm ứng cánh quạt
- Sử dụng song song hai máy bơm công suất thấp hơn
- Sử dụng máy bơm tăng áp để nuôi máy bơm chính
Hiện tượng Cavitation trong bơm hút chân không vòng chất lỏng
Nếu chất lỏng làm việc là nước. Nhiệt độ nước càng cao thì hiệu suất bơm của máy bơm càng giảm. Nhiệt độ nước của máy bơm chân không vòng chất lỏng có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của nó. Hiệu suất của máy bơm chân không vòng chất lỏng đều được đo dưới nhiệt độ nước là 15 ℃. Vì vậy tốc độ bơm của máy bơm chân không vòng chất lỏng phải là được sửa đổi khi thực sự chọn bơm chân không vòng chất lỏng.
Đối với bơm hút chân không vòng nước hoặc bơm hút chân không vòng dầu. Cánh quạt quay nhanh lướt trên dầu sẽ có khả năng sinh ra hiện tượng cavitation. Dầu chuyển tử thể lỏng sang thể khí. Sau đó các bóng khí teo lại tạo ra sóng xung kích phá hủy bề mặt của cánh gạt bơm chân không.
Để tránh hiện tượng Cavitation, ta không thể giảm tốc độ quay của cánh gạt. Thay vào đó, ta cần làm mát dầu. Dầu được làm mát có nhiệt độ thấp, do đó đòi hỏi mức áp suất thấp hơn để chuyển sang thể khí. Do đó, khó xảy ra hiện tượng Cavitation hơn.
Xem thêm: https://bomhutchankhongorion.com/nhung-luu-y-truoc-khi-su-dung-may-bom-chan-khong-kho-orion/
