Tổn thất áp suất trên van 1 chiều

Van 1 chiều thực hiện chức năng ngăn chặn dòng chảy ngược, là chức năng vô cùng quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp và dân dụng. Tuy nhiên, một vấn để cần quan tâm trong quá trình lựa chọn và sự sụt giảm và tổn thất áp suất trên van 1 chiều khi sử dụng. Tổn thất áp suất gây ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động và hiệu quả của hệ thống, là điều đáng lo ngại với các hệ thống quan trọng về áp suất lưu lượng.

Vậy làm thế nào để hạn chế và ngăn chặn tổn thất áp suất trên van 1 chiều, bài viết dưới đây sẽ giải thích rõ các yếu tố ảnh hưởng và các biện pháp khắc phục. Mời bạn đọc cùng tham khảo.

Tổn thất áp suất trên van 1 chiều là gì?

Tổn thất áp suất trên van 1 chiều là sự sụt giảm áp suất xảy ra khi dòng chảy của lưu chất lưu thông qua van. Khi áp suất qua van bị sụt giảm so với áp suất dòng chảy ban đầu, có thể gây ra nhiều thiệt hại và tổn thất cho hệ thống, đặc biệt đối với các ứng dụng quan trọng về áp suất dòng chảy.

Tổn thất áp suất trên van 1 chiều ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như loại van, thiết kế van, kích thước van, lưu lượng dòng chảy và đặc tính dòng chảy. Để đảm bảo hạn chế tổn thất áp suất hãy cân nhắc trong quá trình lựa chọn và định cơ van 1 chiều, đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả, đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất.

Các yếu tố ảnh hưởng đến tổn thất áp suất trên van 1 chiều

Mức tổn thất áp suất trên van 1 chiều bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như loại van, thiết kế van, kích thước van, lưu lượng dòng chảy và đặc tính dòng chảy. Ảnh hưởng của các yếu tố này để mức tổn thất áp suất như sau:

• Loại van: Loại van và thiết kế của van 1 chiều ảnh hưởng nhiều đến tổn thất áp suất. Có nhiều loại van khác nhau, cơ chế khác nhau nên sự tổn thất áp suất của từng loại sẽ khác nhau. Ví dụ, van 1 chiều lá lật thường có mức độ tổn thất áp suất tốt hơn so với các van 1 chiều cánh bướm, lò xo…
• Kích thước van: Kích thước của van cũng sẽ ảnh hưởng đến mức độ tổn thất áp suất qua van, kích thước van lớn hơn thì lưu lượng qua van tốt hơn, tổn thất áp suất thấp hơn, tương tự như vậy van nhỏ hơn thì tổn thất áp suất sẽ lớn hơn.
• Lưu lượng dòng chảy: Lưu lượng dòng chảy qua van cũng ảnh hưởng đến tổn thất áp suất qua van. Lưu lượng dòng chảy qua van tăng thì tổn thất áp suất qua van cũng tăng. Tuy nhiên, lưu lượng dòng chảy và tổn thất áp suất tỉ lệ thuận với nhau nhưng mối quan hệ phi tuyến, có nghĩa là sự thay đổi của lưu lượng dòng chảy không thay đổi tuyến tính với tổn thất áp suất.
• Đặc tính dòng chảy: Các đặc trưng của lưu chất như độ nhớt, mật độ, đặc tính rắn, lỏng… cũng ảnh hưởng đến sự tổn thất áp suất. Thông thường, các lưu chất có độ nhớt càng cao tổn thất áp suất cũng càng cao.
• Ma sát: Dòng chảy lưu chất khi đi qua van tiếp xúc với bề mặt trong van và sinh ra lực ma sát. Lực ma sát này gây cản trở chuyển động của dòng chảy nên dẫn đến tổn thất áp suất.
• Hạn chế dòng chảy: Thiết kế của van 1 chiều là để ngăn chặn dòng chảy ngược, duy trì dòng chảy lưu chất chảy theo một hướng. Chính thiết kế duy trì dòng chảy, kiểm soát dòng chảy theo hướng này đã hạn chế dòng chảy ở một mức độ nào đó, gây ra tình trạng tổn thất áp suất.
• Cản trở đường dẫn: Mọi chi tiết bên trong van làm bất thường đường dẫn, cản trở dòng chảy đều có thể là yếu tố gây tổn thất áp suất ví dụ như các chi tiết đĩa, lá lật, trục, đệm trong van, nằm trong lối đi của đường dẫn nên gây cản trở dòng chảy gây nhiễu loạn và giảm áp suất.

Công thức tính tổn thất áp suất của van 1 chiều

Tổn thất áp suất của van 1 chiều có thể được xác định bằng nhiều cách, việc sử dụng công thức toán học để dự đoán tổn thất áp suất là một phương pháp hay để đưa ra các dự báo về tương lại để lựa chọn van phù hợp rất tốt. Nhiều phương trình khác nhau được sử dụng, tuy nhiên, việc dựa vào hệ số lưu lượng qua van được sử dụng nhiều nhất, chúng đơn giản và dễ dàng nhất.

Hệ số lưu lượng qua van (Cv) thường được cung cấp sẵn bởi nhà sản xuất. Cv là thước đo dung tích của van, thể hiện tổng mức lưu lượng có thể đi qua van ở mức giảm áp suất 1psi trong điều kiện nhiệt độ cụ thể. Mối quan hệ giữa Cv và tổn thất áp suất là tỉ lệ nghịch, có nghĩa là Cv càng cao thì tổn thất áp suất càng thấp.

Có thể tính tổn thất áp suất của van 1 chiều nếu biết lưu lượng qua van và Cv, sử dụng công thức:

• ΔP: Là tổn thất áp suất được tính bằng psi.
• Q: Là tốc độ dòng chảy.
• Cv: Là hệ số lưu lượng qua van.
• SG: Là trọng lượng riêng của chất lỏng.

Ngăn ngừa tổn thất áp suất trên van 1 chiều

Mặc dù tổn thất áp suất trên van 1 chiều là điều khó có thể tránh khỏi khi sử dụng và lắp đặt van 1 chiều trên hệ thống. Tuy nhiên, việc ngăn ngừa và hạn chế tổn thất áp suất vẫn là điều cần thiết để đảm bảo hiệu suất hệ thống hiệu quả. Và vẫn có những biện pháp và chiến lược để giảm thiểu tình trạng này, một số cân nhắc giúp giải quyết vấn đề này đó là:

• Lựa chọn kích thước phù hợp: Đảm bảo lựa chọn kích thước van phù hợp với yêu cầu của hệ thống. Hãy lựa chọn kích thước van theo lưu lượng của hệ thống, không nên lựa chọn theo kích thước đường ống. Việc một van quá lớn hoặc quá nhỏ so với yêu cầu đều ảnh hưởng đến hệ thống ống. Van quá khổ khiến tốn kém, lãng phí, giá đắt hơn mà hoạt động lại không chính xác, tổn thất áp suất. Van quá nhỏ là nguyên nhân chính gây tổn thất áp suất, hạn chế lưu lượng.
• Lựa chọn đúng loại van: Van 1 chiều có nhiều loại, mỗi loại van khác nhau có mức tổn thất áp suất khác nhau. Cân nhắc mức giảm áp suất mà hệ thống có thể chấp nhận được để lựa chọn loại van phù hợp. Các van 1 chiều lá lật thường có mức tổn thất áp suất thấp hơn so với van 1 chiều cánh bướm, van 1 chiều hơi.
• Lựa chọn van có áp suất mở thấp: Áp suất mở của van cũng có mối liên hệ với mức tổn thất áp suất của van. Áp suất mở của van là mức áp suất đầu vào yêu cầu tối thiểu để thực hiện mở van. Áp suất mở thấp đồng nghĩa với việc van mở dễ dàng hơn ở mức chênh lệch áp suất thấp hơn.
• Bảo trì và kiểm tra thường xuyên: Tổn thất áp suất qua van có thể từ các vấn đề tắc nghẽn, hao mòn, hư hỏng… nên việc bảo trì và kiểm tra thường xuyên giúp loại bỏ các nguy cơ hư hỏng đảm bảo van luôn trong tình trạng tốt, duy trì hiệu suất tối ưu và từ đó giảm thiểu tổn thất áp suất.
• Giảm thiểu dòng chảy ngược: Van 1 chiều được thiết kế để ngăn chặn dòng chảy ngược, nhưng lại cần giảm thiểu dòng chảy ngược để hạn chế tổn thất áp suất. Nghe có vẻ vô lý nhưng đây là điều cần thiết. Dòng chảy ngược là một trong những yếu tố gây tổn thất áp suất khi tác động lên van, khi chúng khiến tần suất và thời gian hoạt động của van nhiều hơn. Việc giảm thiểu dòng chảy ngược có thể được thực hiện bằng cách thay đổi thiết kế hệ thống.

Kết luận: Tổn thất áp suất là điều không thể tránh khỏi khi sử dụng van 1 chiều. Điều quan trọng là phải cân bằng nhu cầu giảm thiểu sự tổn thất áp suất với chức năng chính của van 1 chiều. Xem xét việc giảm thiểu tổn thất áp suất quan trọng hơn hay chức năng ngăn chặn dòng chảy ngược của van quan trọng hơn. Bạn cũng có thể sử dụng các biện pháp ngăn ngừa và khắc phục để có thể vừa đáp ứng chức năng van 1 chiều và tổn thấp áp suất tối thiểu.

Xem thêm: So sánh van 1 chiều hơi và van cầu