Cavitation là gì? – Thắc mắc về thuật ngữ mà chỉ những người dân làm về kỹ thuật mới làm rõ. Cavitation (hay xâm thực) là nguyên nhân dẫn tới việc ăn mòn, hỏng hóc các rõ ràng máy bằng kim loại. Nhất là các thiết bị cánh quạt, máy bơm công nghiệp,… Chúng khiến những người dân vận hành rất lo ngại.

Bạn Đang Xem: Hiện Tượng Cavitation Là gì? Nguyên Nhân Và Cách Phòng Tránh

Vậy cụ thể hiện tượng kỳ lạ cavitation là gì? Nguyên nhân do đâu và cách khắc phục và tránh các tổn thất này ra sao? Cùng HCTECH tìm hiểu trong nội dung bài viết sau nhé.

1. Cavitation là gì?

Cavitation (hay còn gọi là xâm thực) thực chất là hiện tượng kỳ lạ xuất hiện các bọt khí trong chất lỏng. Đây là hệ quả từ sự thay đổi áp suất nhanh chóng trong chất lỏng. Khi chất lỏng chịu sự thay đổi về áp suất trong thời kì ngắn, chúng hình thành các bong bóng (bọt khí) tại nơi có áp suất tương đối thấp.

Khi chịu sức ép cao, các bọt khí sẽ nổ tung ra, tạo thành sóng xung kích cực mạnh. Các sóng xung kích này mạnh khi chúng ở rất gần vị trí bong bóng khí bị nổ và nhanh chóng yếu đi khi chúng Viral ra xa.

Hiểu được khái niệm cavitation là gì – có tức là bạn đang dần sáng tỏ hiện tượng kỳ lạ xâm thực là gì?

Cavitation (xâm thực) là hiện tượng kỳ lạ tương đối phổ quát ở chân vịt, cánh máy bơm

2. Xâm thực tốt hay xấu?

Ngoài tên gọi Cavitation – Hiện tượng lạ này cũng được dân trong ngành gọi là Xâm thực.

Bởi vậy, “xâm thực” là kết quả cho những thắc mắc: cavitation dịch là gì? Cavitation tức là gì?…

Thực tế, đây là một hiện tượng kỳ lạ không mong muốn.

Việc hình thành rồi vỡ tung của bọt khí diễn ra lặp đi tái diễn sẽ gây ra tác động ảnh hưởng lớn đến mặt bằng kim loại. Về lâu dài, chúng gây ra sự hao mòn, hỏng hóc, phá hủy dần mặt bằng cánh quạt.

Ngoài ra, hiện tượng kỳ lạ này cũng tồn tại thể gây ra những tiếng ồn, tiếng nổ nhỏ bên trong khoang chất lỏng.

Kết quả của quá trình xâm thực sẽ tạo ra sự ăn mòn và hư hỏng cho thiết bị

3. Nguyên nhân của hiện tượng kỳ lạ cavitation

Mô tả sự tác động của bong bóng khí trong quá trình xâm thực

Nguyên nhân dẫn đến tình trạng cavitation là sự xuất hiện của đa số bọt khí trong chất lỏng.

Xâm thực xuất hiện khi áp suất và nhiệt độ của chất lỏng tại bánh công việc bằng với áp suất hơi. Cụ thể, trong chất lỏng, khi áp suất giảm (khi sức ép trở lên quá thấp) và nhiệt độ không thay đổi, sẽ xuất hiện các bọt khí.

Sau lúc dòng chất lỏng đi đến nơi có áp suất cao, các bong bóng khí sẽ bị vỡ ra và tạo ra sóng xung kích. Sóng xung kích truyền qua chất lỏng và tác động vào bánh công việc gây ra thiệt hại cơ học.

Cơ sở hình thành nên bọt khí

Xem Thêm : Tìm hiểu Singleton Pattern

Nguyên tắc Bernoulli sẽ là việc lý giải cho việc xuất hiện bong bóng khí và bọt khí này.

– Trong động lực học, theo Bernoulli, sự tăng véc tơ vận tốc tức thời của chất lưu xẩy ra tương ứng song song với sự giảm áp suất. Dòng chất lưu vận chuyển ở tốc độ cao sẽ tạo ra vùng áp suất giảm trong dòng chảy, vuông góc với chiều của dòng chảy (song song nhiệt độ không đổi).

– Và kết quả: trong chất lỏng – khi áp suất giảm, nhiệt độ không đổi – sẽ xuất hiện các bọt khí.

>> Tham khảo thêm: Triple point là gì?

4. Hiện tượng lạ Cavitation thường xẩy ra ở đâu?

Xâm thực xuất hiện phổ quát ở các cánh bơm và nhất là các loại cánh bị uốn cong – nơi xẩy ra sự thay đổi đột ngột về vị trí hướng của chất lỏng.

Để hiểu cụ thể hơn về sự xuất hiện, nguyên nhân của hiện tượng kỳ lạ cavitation là gì? Tất cả chúng ta sẽ cùng phân tích về một số trường hợp cụ thể.

4.1. Xâm thực ở chân vịt của tàu thuyền

Cánh chân vịt là nơi dễ xẩy ra hiện tượng kỳ lạ cavitation

Cánh quạt chân vịt được cho phép các con tàu vận chuyển với tốc độ mạnh hơn và theo thời kì. Khi tàu thuyền hoạt động, cánh quạt chân vịt quay nhanh, tạo ra làn nước có tốc độ lớn lướt qua mặt bằng của cánh.

Dòng lưu chất này sẽ tạo ra áp suất thấp và dẫn tới việc hình thành các bọt khí, bong bóng nước ở mặt bằng các cánh. Chúng vỡ ra gây nên sự phá hủy mặt bằng của chân vịt. Người ta chỉ có thể xem xét sự hao mòn của cánh quạt chân vịt để xác định tình trạng của quá trình xâm thực.

4.2. Cavitation trong máy bơm ly tâm

Những hư hỏng nặng nề gây ra bởi xâm thực

Máy bơm ly tâm có cấu trúc đặc trưng là cánh bơm chuyển động quay tròn để tạo lực quán tính ly tâm.

Làn nước chuyển động với tốc độ cao đi qua mặt bằng cánh, gây nên hiện tượng kỳ lạ xâm thực cavitation. Đây là một trong những nguyên nhân khiến cánh của máy bơm ly tâm bị mài mòn sau lúc hoạt động trong một thời kì dài.

4.3. Xâm thực ở máy bơm hút chân không

Ở máy bơm hút chân không, bánh công việc được thiết kế để vận hành liên tục, tạo nên quá trình hút chân không. Chất lỏng công việc chuyển động quay với tốc độ cao trong tim bơm.

Sự chuyển động của chất lỏng gây ra bong bóng khí và hiện tượng kỳ lạ cavitation tại mặt bằng của bánh công việc.

Chất lỏng công việc có thể là nước (bơm chân không vòng dầu) hoặc dầu chân không (bơm chân không vòng dầu).

Mô tả về quá trình xâm thực ở một máy bơm công nghiệp

Ở bơm ly tâm và bơm hút chân không, hiện tượng kỳ lạ xâm thực xẩy ra ngay trong tim bơm. Do đó, có thể nhận diện hiện tượng kỳ lạ cavitation qua một số tín hiệu như:

• Tiếng ồn
• Rung lắc thiết bị khi hoạt động
• Phớt, vòng bi hỏng
• Cánh bơm bị mòn
• Mức tiêu thụ điện năng mạnh hơn thông thường.

4.4. Hiện tượng lạ Cavitation ở đường ống chất lỏng

Xem Thêm : Những câu chuyện chứng minh thế giới song song thực sự tồn tại

Mô tả hiện tượng kỳ lạ xâm thực cavitation ở đường ống chất lỏng

Ngoài các thiết bị kể trên, hiện tượng kỳ lạ cavitation cũng diễn ra bên trong đường ống chất lỏng, khi có sự thay đổi về đường kính. Cụ thể, khi nước vận chuyển trong ống từ ống đường kính lớn sang ống đường kính nhỏ, hình thành một số điểm có áp suất thủy tĩnh nhỏ. Tại đây, sẽ xuất hiện các bọt khí.

Đến khu vực có đường ống to ra hơn, áp suất thủy tĩnh tăng lên, các bọt khí bị vỡ đột ngột. Từ đó hình thành sóng xung kích. Nếu xuất hiện gần thành đường ống, chúng sẽ gây ra ra sự tác động đến đường ống: rò rỉ, vỡ đường ống.

5. Cách khắc phục và phòng tránh hiện tượng kỳ lạ Cavitation

Từ khái niệm hiện tượng kỳ lạ cavitation là gì, nguyên nhân hình thành, ta có thể rút ra “mắt xích” quan trọng để phòng tránh và khắc phục xâm thực: Giảm thiểu việc hình thành các bọt khí trong tim chất lỏng.

5.1. Cách phòng tránh xâm thực

Tùy thuộc vào từng loại thiết bị, loại bơm và mạng lưới hệ thống thao tác cụ thể để mang ra phương án tốt nhất. Có 3 yếu tố chính mà tất cả chúng ta có thể kiểm soát được:

(1) Tránh việc thay đổi véc tơ vận tốc tức thời/ áp suất đột ngột của chất lỏng.

(2) Kiểm soát và điều chỉnh hạ nhiệt độ dòng chảy.

(3) Tăng sự vững chắc, sức chịu mài mòn của thiết bị (đặc biệt quan trọng phòng ban xúc tiếp trực tiếp với chất lỏng).

Ví dụ cụ thể với máy bơm nước

Thiết kế đường ống để ngăn chặn hiện tượng kỳ lạ xâm thực bơm

Ở các máy bơm nước, việc đơn giản để ngăn chặn sự xâm thực là lắp ráp và vận hành đúng cách, phù thống nhất với nhu cầu sử dụng. Đừng nỗ lực cố gắng vận hành bơm vượt quá tốc độ, lưu lượng được cho phép.

Thiết kế đường ống hút và lắp ráp bơm với nguồn nước một cách thích hợp để làn nước vào bơm trơn tru. Đảm nói rằng đường hút nước nguồn vào của bơm có độ dốc thích hợp, duy trì áp suất và lưu lượng ổn định. (Như ở hình ảnh mô tả).

Máy bơm hút chân không

Chọn loại bơm hút chân không vòng chất lỏng thích hợp cho ứng dụng, mức lưu lượng – công suất đảm bảo yêu cầu. Ngoài ra, việc BH định kỳ là công việc cấp thiết mà người vận hành không nên bỏ qua.

Bơm chân không vòng nước:

• Cấp nước cho bơm ổn định
• Loại bỏ bụi bẩn ở cổng hút, cổng xả của bơm.

Bơm chân không vòng dầu:

• Dầu chân không phù hợp và đáp ứng dung tích yêu cầu. Đường dẫn dầu không gặp cản trở.
• Cổng hút, cổng xả đảm bảo vận hành trơn tru
• Làm mát dầu ở nhiệt độ thích hợp để rất khó có thể có thể xẩy ra cavitation. (Thông thường các nhà sinh sản cũng trang bị đầy đủ phòng ban tản nhiệt cho dầu).

5.2. Cách kiểm tra và khắc phục

Nếu chẳng may, máy bơm của bạn đang gặp sự cố về xâm thực, hãy kiểm tra các thông tin sau để khắc phục:

• • Tham khảo chỉ số về đường cong hiệu suất của bơm: Đo mức lưu lượng/ hoặc áp suất cả bơm để xác định bơm của bạn đang hoạt động ở điểm hiệu quả nhất của nó.
  • Kiểm tra đường ống hút – xả, các bộ lọc ở hai đầu hút – xả: việc ùn tắc ở quy trình hút và xả có thể gây ra sự chênh lệch áp suất bên trong bơm. Đặc biệt quan trọng, bộ lọc bẩn hoặc bị tắc tạo ra sự tích tụ áp suất bên trong máy bơm
  • Kiểm tra lại thiết kế đường ống: Xác định đường ống dẫn chất lỏng đến bơm, đường xả chất lỏng từ bơm ra đang vận hành tốt; đảm bảo mức chất lỏng ổn định cho bơm.
  • Khắc phục, thay thế các phòng ban hư hỏng do xâm thực.

Trên đây là các thông tin về khái niệm hiện tượng kỳ lạ cavitation là gì (xâm thực là gì)? Nguyên nhân hình thành và cách phòng tránh, khắc phục tình trạng này. Hy vọng các thông tin trên hữu ích cho bạn trong quá trình lắp ráp và sử dụng thiết bị.

Có thể bạn quan tâm: Cách lắp phớt máy bơm nước