Búa nước khi đóng van tưới: nguyên nhân và cách kiểm soát

Hiện tượng búa nước: Sự tăng áp đột ngột do khóa van hoặc khi nước chạm vào vật cản hoàn toàn trên đường ống.

Búa nước (hay tổng quát hơn, búa chất lưu) là sự dâng áp đột ngột hay sóng áp được tạo ra khi một chất lưu (thường là chất lỏng nhưng đôi khi cũng là chất khí) đang chuyển động bị buộc phải dừng lại hoặc đổi hướng một cách đột ngột (thay đổi động lượng). Hiện tượng búa nước thường xảy ra khi đóng van đột ngột ở một đầu của hệ thống đường ống, và vì vậy tạo ra sóng áp suất truyền trong đường ống. Nó cũng được gọi là sốc thủy lực. Sóng áp suất này có thể gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng, gây ra tiếng ồn, chấn động, thậm chí phá hoại đường ống. Có thể làm giảm tác động của các xung búa nước bằng cách sử dụng bể tích áp thủy lực, bình giảm áp, bể điều áp và rất nhiều phương pháp khác. 

Tính toán sơ bộ đối với hiện tượng búa nước có thể được thực hiện nhờ phương trình Zhukovsky (Tên La tinh là Joukovsky hoặc Joukowsky),[1] hoặc chính xác hơn là bằng cách sử dụng phương pháp đường đặc trưng.[2]

Công thức này giúp người thiết kế hệ thống tưới chọn được mức chịu áp tối đa của Van trên đường ống, thời gian đóng van.

Các chỉ tiêu trong công thức:

• Áp suất hoạt động: Áp suất thực tế trong hệ thống ống
• Vận tốc nước (m/giây): Trong hệ thống tưới, vận tốc nước không nên quá 1.5m/giây. Tham khảo thêm công thức tính vận tốc nước trong đường ống.
• Chiều dài đường ống (theo hướng thẳng)
• Tốc độ van đóng (giây): Tốc độ đóng van càng nhanh, phản lực – sự va đập càng lớn khiến Áp suất tăng càng lớn
• Tổng áp suất tăng đột ngột: Áp suất sẽ tăng cao do có sự va đập với vật cản là van hoặc bít cuối ống.

Các biện pháp giúp hạn chế hiện tượng búa nước trong khi tưới

Trong quá trình tưới, hiện tượng búa nước có thể gây vỡ ống hoặc các thiết bị phụ trợ như bơm. Để làm giảm hoặc hạn chế hiện tượng búa nước, bạn có thể thực hiện một hoặc kết hợp các biện pháp sau:
– Giảm vận tốc nước trong đường ống, để hạn chế tối đa nguy cơ búa nước xảy ra, khuyến khích vận tốc dòng nước chảy bằng hoặc thấp hơn 1,5m/s
– Đóng van càng chậm càng tốt
– Sử dụng đường ống có khả năng chịu áp cao
– Kiểm soát tốt đường ống
– Giảm chiều dài ống nhánh