Nếu cavitation có thể được coi là "sự ăn mòn mãn tính" của van, thì búa nước là "sự phá hủy bạo lực" của toàn bộ hệ thống đường ống. Nhiều kỹ sư khi lần đầu tiên nghe thấy âm thanh của búa nước tại công trường đã mô tả nó "giống như ai đó dùng một chiếc búa tạ khổng lồ đập điên cuồng vào các đường ống", thậm chí còn có khả năng khiến những ống thép nặng vài tấn lao thẳng xuống.

  Bây giờ chúng ta cùng làm rõ nội lực tác dụng lên van bướm dưới tác dụng búa nước, cơ chế hư hỏng và công nghệ phòng vệ tiên tiến.

Búa Nước ra đời như thế nào?

Hãy tưởng tượng chất lỏng trong đường ống giống như một đoàn tàu cao tốc đang di chuyển với vận tốc 50 km/h. Khi van bướm đóng lại đột ngột, nó tương đương với việc tạo ra một “bức tường bê tông” khổng lồ từ không khí loãng trên đường ray.

Áp suất biến đổi động năng: Khi chất lỏng va vào tấm van và bị chặn, phần trước của chất lỏng dừng lại, nhưng phần sau của chất lỏng vẫn lao điên cuồng về phía trước. Theo định luật bảo toàn năng lượng, động năng khổng lồ của chất lỏng ngay lập tức chuyển hóa thành năng lượng áp suất.

Sóng áp suất dâng cao: Sự dâng trào áp suất này sẽ tạo thành sóng xung kích (sóng áp suất), dội ngược dữ dội trong đường ống với tốc độ vượt quá tốc độ âm thanh (khoảng 1000m/s - 1400m/s trong nước).

Đỉnh điểm đáng sợ: Áp suất tức thời có thể đạt tới gấp mấy lần thậm chí hàng chục lần áp suất làm việc bình thường.

Tại sao van bướm lại đặc biệt dễ bị gây ra hoặc bị ảnh hưởng bởi hiện tượng búa nước?Bởi vì hoạt động của van bướm thường rất nhanh (đặc biệt là van bướm khí nén, có thể đóng hoàn toàn trong 1-2 giây). Hơn nữa, tấm van của van bướm quay quanh tâm, khi sắp đóng hoàn toàn, các khe hở hẹp ở hai bên sẽ tạo ra hiệu ứng “hạn chế dòng chảy” cực kỳ dữ dội. Vận tốc dòng chảy của chất lỏng tăng lên về mặt hình học vào thời điểm cuối cùng. Nếu bộ truyền động đột ngột “nhập vào” và kéo vào lúc này, búa nước sẽ lập tức phun ra.