Trong đường ống, khi nước chảy từ cao xuống thấp, sẽ tạo ra áp lực. Áp lực nước phụ thuộc vào khối lượng nước, diện tích đường ống và vị trí chảy. Như vậy, áp lực là gì và cách tính áp lực nước sẽ được giải đáp trong bài viết này.
Mục lục
Áp lực là gì? Đơn vị của áp lực là gì?
Áp lực là lực tác động lên một vật tính trên diện tích bề mặt. Áp lực là một đại lượng véc-tơ, được xác định bởi độ lớn và hướng của lực. Đơn vị đo áp lực là Newton (N).
Áp lực nước là gì?
Áp lực nước là lực đẩy nước qua đường ống và quyết định dòng chảy của nước. Áp lực nước tại đầu ra của ống phụ thuộc vào độ cao của tháp nước, bể chứa nước hoặc các vị trí khác trong hệ thống. Để biết chính xác áp lực nước trong đường ống, cần sử dụng các thiết bị đo áp lực như cảm biến lưu lượng, đồng hồ nước,…
Thông thường, áp lực nước bị ảnh hưởng bởi sự ảnh hưởng của lực hút. Vì nước có mật độ lớn hơn không khí nên sự chênh lệch độ cao nhỏ cũng có thể tác động đến áp lực nước.
Nguyên nhân khiến áp lực nước thấp trong đường ống
Khi áp lực nước trong đường ống quá thấp, một số hoạt động sẽ bị ảnh hưởng như nước chảy yếu hoặc chậm. Một số nguyên nhân gây áp lực nước thấp có thể kể đến như: thiết bị máy bơm không phù hợp, nguồn nước đầu vào quá nhỏ, áp lực nước đầu nguồn bị giảm do hỏng hóc hoặc đường ống bị rò rỉ, tắc, thiết kế của hệ thống đường ống chưa phù hợp.
Nguyên nhân khiến áp lực nước cao trong đường ống
Áp lực nước trong đường ống thấp khiến nước chảy yếu, nhưng áp lực nước quá cao cũng có thể gây hỏng các thiết bị ống nước. Các nguyên nhân chính gây áp lực nước cao trong đường ống bao gồm: dòng nước bị dồn ứ và không được giải phóng, tiết diện của đường ống nhỏ, không khí kẹt trong đường ống có thể làm tăng áp lực nước đột ngột, áp lực tức thời trên hệ thống sử dụng nước bị ngắt quãng do thay thế, sửa chữa đường ống, thiết bị máy bơm sử dụng có công suất quá lớn.
Để giải quyết vấn đề áp lực nước quá cao, có thể sử dụng biến tần để điều khiển tốc độ quay của máy bơm hoặc dùng van giảm áp để phân bố đường ống hợp lý hơn. Khi thay thế đường ống, nâng cấp hệ thống ống dẫn nước, cần thực hiện nhanh gọn. Đồng thời, có thể lắp đặt van giảm áp để ổn định áp lực nước.
Cách tính áp lực nước trong đường ống
Để chọn đường ống, thiết bị bơm và thiết kế phù hợp để nước lưu thông tốt, cần tính toán chính xác thông số áp lực nước trong đường ống. Cách tính áp lực nước trong đường ống tròn như sau:
- Tiết diện ngang của đường ống = Bán kính đường ống x Bán kính đường ống x 3.142 (m2).
- Vận tốc nước chảy trong đường ống = √(2 x g x h), trong đó h là chiều cao của cột nước (m), g = 9.81.
- Lưu lượng nước chảy qua đường ống = Tiết diện ngang của đường ống x vận tốc nước chảy trong đường ống.
Ví dụ: Bạn muốn bơm nước từ mặt đất lên thùng chứa ở trên sân thượng cao 40m. Bạn có thể tính toán như sau:
- Chênh lệch chiều cao của cột nước là 40m, tương đương với áp suất trong hệ thống là Ph = 4bar (mỗi 10m chênh lệch tương đương 1 bar).
- Để có thể bơm nước từ dưới mặt đất lên bồn chứa, cần máy bơm tạo áp suất Pb > Ph, tức là Pb > 4bar. Giả sử chọn bơm có Pb = 4bar (tương đương với chiều cao đẩy là 40m).
- Hệ thống ống dẫn nước phải chịu áp suất làm việc Plv > Pb, tức là Plv > 4 bar.
- Ở nhiệt độ thông thường, chọn ống dẫn có áp suất làm việc PNo = Plv / K, trong đó K là hệ số giảm áp PNo = 2.5 / 0.8 = ~ 5 bar.
Trên đây là những thông tin về áp lực và cách tính áp lực nước trong đường ống mà Primer muốn chia sẻ. Hy vọng nội dung này sẽ hữu ích với bạn trong việc tính toán và lựa chọn đường ống, máy bơm và thiết kế hệ thống bơm phù hợp.
