Xâm thực (cavitation) là hiện tượng xảy ra phổ biến trong các hệ thống thủy lực, đặc biệt là ở các máy bơm. Hiện tượng này tuy khá phức tạp nhưng lại gây ra những tác hại nghiêm trọng đến thiết bị và hiệu suất hoạt động. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về xâm thực, cũng như cách phòng tránh hiệu quả.
Xâm thực là hiện tượng xuất hiện các bọt hơi hoặc bọt khí trong chất lỏng khi áp suất tại một số điểm giảm xuống dưới áp suất hóa hơi của chất lỏng ở nhiệt độ đó. Khi các bọt này di chuyển đến vùng có áp suất cao hơn, chúng sẽ bị nén và vỡ ra một cách bất ngờ, giải phóng một lượng năng lượng lớn gây ra sự phá hủy cục bộ trên bề mặt vật liệu.
Nguyên nhân dẫn đến xâm thực trong máy bơm
-
Áp suất hút thấp: Khi áp suất đầu hút của máy bơm quá thấp, thấp hơn áp suất hóa hơi của chất lỏng, dẫn tới sự hình thành các bọt hơi.
-
Nhiệt độ chất lỏng cao: Áp suất hóa hơi của chất lỏng tăng khi nhiệt độ tăng. Do đó, nếu nhiệt độ quá cao, xâm thực dễ xảy ra hơn.
-
Tốc độ chất lỏng cao: Sự gia tăng tốc độ chất lỏng sẽ làm giảm áp suất tại một số điểm theo định luật Bernoulli.
-
Thiết kế không phù hợp: Thiết kế đường ống và cấu hình máy bơm không tối ưu sẽ tạo ra hiện tượng xâm thực.
-
Hàm lượng khí hòa tan cao trong chất lỏng cũng là một trong những nguyên nhân gây ra xâm thực.
Tác hại của hiện tượng xâm thực
-
Gây ra tiếng ồn và rung động bất thường trong quá trình hoạt động của máy bơm.
-
Làm hỏng các chi tiết như cánh bơm, vòng bơm, vỏ bơm do lực va đập lớn của các bọt khí bị vỡ.
-
Giảm tuổi thọ và hiệu suất hoạt động của máy bơm, thậm chí có thể dẫn tới hỏng hóc nghiêm trọng.
-
Tăng chi phí bảo trì, sửa chữa, thay thế thiết bị và làm gián đoạn quá trình sản xuất.
Các biện pháp phòng ngừa xâm thực
-
Đảm bảo áp suất đầu hút đủ lớn, luôn cao hơn áp suất hóa hơi của chất lỏng ở điều kiện làm việc. Có thể tăng áp suất hút bằng cách nâng cao mực chất lỏng trong bể chứa hoặc bằng bơm tăng áp.
-
Hạn chế sự gia tăng nhiệt độ chất lỏng bằng hệ thống làm mát hoặc sử dụng các vật liệu cách nhiệt cho đường ống.
-
Tối ưu hóa thiết kế hydraulic của hệ thống bơm nhằm giảm tốc độ chất lỏng, tránh thay đổi tiết diện đột ngột.
-
Lựa chọn vật liệu chế tạo các chi tiết bơm có khả năng chống ăn mòn và xâm thực tốt.
-
Sử dụng các thiết bị hoặc phụ gia để loại bỏ khí hòa tan trong chất lỏng trước khi vào bơm.
-
Vận hành máy bơm ở chế độ gần với điểm làm việc tối ưu nhất theo đặc tính của nhà sản xuất.
-
Bảo dưỡng và kiểm tra máy bơm thường xuyên để phát hiện sớm các dấu hiệu của xâm thực.
Ngày nay, với sự phát triển của công nghệ, các máy bơm được thiết kế ngày càng hoàn thiện hơn để giảm thiểu tối đa hiện tượng xâm thực. Tuy nhiên, người sử dụng vẫn cần có những hiểu biết cơ bản để lựa chọn, lắp đặt và vận hành đúng cách, đồng thời phát hiện sớm các bất thường để có biện pháp xử lý kịp thời.
Hy vọng bài viết đã cung cấp cho bạn những kiến thức hữu ích về hiện tượng xâm thực trong máy bơm. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại liên hệ với các chuyên gia để được tư vấn chi tiết hơn.
