Áp lực nước là gì?

   Áp lực nước là yếu tố quyết định tới tốc độ dòng chảy của nước trong các hệ thống đường ống. Vậy áp suất nước là gì? Áp lực nước bị ảnh hưởng bởi những yếu tố nào? Cách tăng hay giảm áp lực nước ra sao? Mời các bạn cùng chúng tôi đi tìm câu trả lời cho những câu hỏi trên ở bài viết dưới đây nhé!

Tìm hiểu về áp lực nước

Áp lực nước là gì?

   Áp lực nước hay còn gọi là áp suất nước, áp suất nguồn nước là sức mạnh dòng chảy của nước trong đường ống được tạo ra bằng độ cao hay áp lực đẩy của dòng chảy.

    Áp lực nước trong đường ống phụ thuộc vào nhiều yếu tố như cường độ dòng chảy của nước, độ cao của đường ống so với mặt nước, kích thước đường ống hay một số yếu tố tác động khác như máy bơm, van điều chỉnh áp suất…

   Áp suất nước đóng vai trò quan trọng, chúng ảnh hưởng đến hiệu suất cũng như khả năng hoạt động của nhiều hệ thống, đặc biệt là trong các ứng dụng cấp thoát nước, hệ thống thủy lực, hệ thống xử lý nước và các ứng dụng công nghiệp khác.

Áp lực nước sinh hoạt là gì?

Áp lực nước sinh hoạt là áp lực của nước trong các hệ thống cấp nước công cộng hay các hệ thống cấp nước tư nhân. Áp suất nước được đo bằng đơn vị Psi ( pound trên inch vuông) hay bar… Chúng đo lường lực đẩy của nước khi chảy qua đường ống và thiết bị.

Áp lực nước sinh hoạt là bao nhiêu?

Theo tiêu chuẩn áp lực nước sinh hoạt lý tưởng là từ 45 đến 80 psi. Áp suất nước dưới 45 psi được coi là thấp và áp suất nước trên 80 psi được coi là quá cao.

Áp suất nước biển là gì?

Áp lực nước biển là lực tác động của trọng lực trong một cột nước biển lên một đơn vị diện tích trên đáy biển. Hay nói nôm na áp suất nước biển là áp suất của nước trên một điểm trong đại dương. Áp suất nước biển được đo bằng đơn vị đo áp suất trong hệ thống quốc tế là pascal (Pa), tương đương với một newton trên mỗi mét vuông (N/m²).

Ở mức biển mực 0 (sea level), áp suất nước biển thông thường là khoảng 101,325 pascal tương đương với 1 atm (atmosphere). Tuy nhiên, áp suất nước biển tăng theo độ sâu với tốc độ xấp xỉ một atm trên 10 mét (33 feet). Như vậy ở độ sâu 10 mét áp suất nước sẽ là 2 atm tương đương 29,4 psi. Ở độ sâu 20 mét, áp lực là 3atm tương đương 44,1 psi…

Càng đi xuống áp lực dưới đáy biển càng tăng, điểm sâu nhất trong lòng đại dương là ở đáy rãnh Mariana áp suất nước lên tới hơn 1.000 atm tương đương gần 15.000 pound mỗi inch vuông (psi).

• Áp suất nước cao dưới đáy biển là lý do tại sao sinh vật biển tiến hóa để chịu được những điều kiện khắc nghiệt như vậy. Ví dụ, nhiều loài cá biển sâu có xương được làm bằng vật liệu mềm, dẻo cho phép chúng chịu được áp lực. Những sinh vật biển sâu khác không hề có xương.
• Áp lực nước cao dưới đáy biển cũng khiến con người gặp nhiều khó khăn trong việc khám phá mà vụ nổ thảm khốc của tàu lặn Titan là một minh chứng cụ thể nhất. Địa điểm tìm thấy xác tàu Titanic là ở độ sâu gần 4000 mét, mà áp suất dưới độ sâu 4000m là khoảng 400 atm tương đương 6.000 Psi. Như vậy tàu lặn Titan phải chịu sức ép hơn 4.000 tấn khi ở độ sâu gần 4000m. Nên theo các chuyên gian, thân tàu Titan có thể bị hư hỏng khi nó phải chịu áp suất cao dưới lòng biển đã dẫn đến vụ nổ bi thảm.

Công thức tính áp lực nước

Công thức tính áp suất nước theo độ cao

Công thức tính áp lực nước theo độ cao là:

P = ρgh + P_atm

Trong đó:

• P: Là áp lực nước, đơn vị tinhd Pascals (Pa)
• ρ: Là mật độ của nước, đơn vị  tính kilôgam trên mét khối (kg/m³)
• g: Là gia tốc trọng trường, đơn vị  tính mét trên giây bình phương (m/s2)
• h: Là độ cao, đơn vị tinhd mét (m)
• P_atm: Là áp suất khí quyển, đơn vị tính Pascal (Pa)

Mật độ của nước xấp xỉ 1000kg/m³ và gia tốc trọng trường xấp xỉ 9,81 m/s². Áp suất khí quyển ở mực nước biển xấp xỉ 101325 Pa.

Do đó, công thức tính áp suất nước theo Pascal ở độ cao nhất định có thể được đơn giản hóa thành:

P = 9810h + 101325 Pa

Ví dụ: áp lực nước ở độ cao 1000 mét ta có:

P = 9810 * 1000 + 101325 Pa = 198125 Pa

Tuy nhiên công thức này chỉ mang tính gần đúng, bởi mật độ của nước và gia tốc trọng trường sẽ có sự thay đổi tuỳ thuộc vào vị trí.

Công thức tính áp suất nước theo độ sâu

Công thức tính áp lực nước theo độ sâu là:

P = ρgh

Trong đó:

• P: Là áp lực nước, đơn vị tính bằng Pascals (Pa)
• ρ : Là mật độ của nước, đơn vị tính kilôgam trên mét khối (kg/m³)
• g : Là gia tốc trọng trường, đơn vị tính bằng mét trên giây bình phương (m/s2)
• h : Là độ sâu, đơn vị tính bằng mét (m)

Mật độ của nước xấp xỉ 1000kg/m³ và gia tốc trọng trường là khoảng 9,81 m/s². Do đó, công thức tính áp suất nước trong Pascals được đơn giản hoá thành:

P = 9810h

Trong đó h là độ sâu tính bằng mét.

Ví dụ: áp lực nước ở độ sâu 10 mét sẽ là:

P = 9810 * 10 = 98100 Pa

Tuy nhiên công thức này chỉ áp dụng cho áp suất nước tĩnh. Nếu nước chảy thì áp suất sẽ cao hơn do ảnh hưởng của độ nhớt và nhiễu loạn.

Công thức tính áp lực nước trong đường ống

Cách tính áp lực nước trong đường ống không phụ thuộc lực tác động bên ngoài

Ta có công thức:

P = d

Trong đó:

• P: Là áp lực nước đang xét
• d: Là khối lượng riêng của chất lỏng(Với nước là 10000N/m³)
• h: Là chiều cao tính từ điểm đo áp lực đến mặt thoáng của nước(m)

Cách tính áp lực nước trong đường ống có lực tác dụng

Ta có công thức:

P = F/S

Trong đó:

• P: Là áp lực nước
• F: Là lực tác động(N)
• S: Là diện tích tiếp xúc bị tác dụng(m²)

Đơn vị tính áp lực nước

• Pound trên inch vuông (psi)
• Khí quyển (atm)
• Bar
• inch nước (in. H2O)
• milimet thủy ngân (mmHg)

Đơn vị đo áp suất nước được sử dụng trong một tình huống cụ thể phụ thuộc vào ứng dụng. Cụ thể như Psi thường được sử dụng trong các hệ thống nước hay HVAC. Còn atm và bar lại thường được sử dụng trong khí tượng học và hải dương học. Nên tuỳ theo ứng dụng mà bạn sử dụng đơn vị đo phù hợp. Đồng thời cần phải lưu ý đến hệ số chuyển đổi giữa các đơn vị khác nhau.

Các yếu tố ảnh hưởng đến áp lực nước trong đường ống

Áp lực nước trong hệ thống tăng hay giảm, áp lực nước không đồng đều trong đường ống có thể xuất phát từ nhiều nguyên nhân. Cụ thể như:

Độ cao

Áp lực của nước cũng bị ảnh hưởng bởi độ cao của hệ thống. Các thiết bị được đặt ở vị trí cao hơn trong hệ thống sẽ có áp lực thấp hơn các thiết bị được đặt ở vị trí thấp hơn do sự chênh lệch độ cao. Bởi theo công thức áp suất thủy tĩnh =ρ⋅g⋅h, trong đó P là áp lực, ρ là khối lượng riêng của nước, g là gia tốc của trọng trường, và h là độ cao.

Kích thước và tình trạng ống dẫn nước

Kích thước của ống dẫn nước cũng ảnh hưởng đến áp lực nước. Nếu đường ống co hoặc mở rộng cũng có thể làm cho áp lực thay đổi. Đối với đoạn đường ống mở rộng, diện tích tăng lớn, dẫn đến giảm áp lực. Ngược lại, khi đoạn đường ống co lại sẽ tăng áp lực nước.

Nếu ống dẫn nước bị tắc, hỏng hoặc có xuất hiện rò rỉ dẫn đến hạn chế dòng chảy cũng như ảnh hưởng đến áp suất nước. Do đó để duy trì áp lực ổn định, cần thường xuyên kiểm tra và bảo dưỡng hệ thống ống dẫn nước.

Áp suất nguồn nước

Áp lực nước tại đường ống nước chính là yếu tố chính ảnh hưởng đến áp lực trong hệ thống. Nếu áp lực nước tại đường ống nước chính thấp thì áp lực trong hệ thống cũng sẽ thấp.

Ma sát trong đường ống

Nước chảy trong đường ống tạo ra ma sát với bề mặt bên trong của đường ống. Do ma sát nên áp lực của nước sẽ giảm dần theo chiều dài của đường ống dẫn đến mất mát áp lực.

Không khí trong đường nước

Khi không khí đi vào đường ống nước của bạn, nó có thể gây ra những thay đổi đột ngột trong quá trình phân phối nước khi không khí thoát ra khỏi vòi. Không khí có thể xâm nhập vào hệ thống thông qua rò rỉ trong đường hút, bong bóng bể hoặc máy bơm nước hoặc do khí tích tụ trong giếng.

Nhu cầu sử dụng nước

Nhu cầu nước trong hệ thống cũng có thể ảnh hưởng đến áp lực nước. Bởi khi bạn sử dụng nhiều thiết bị cùng lúc thì áp lực cũng có thể  sẽ bị giảm.

Những yếu tố trên có thể tác động đến áp lực của nước và cũng là nguyên nhân dẫn đến áp lực nước không đồng đều trong hệ thống. Để áp lực đủ mạnh cũng như giảm thiểu sự không đều về áp lực nước, các hệ thống đường ống cần được thiết kế và duy trì đúng cách để tránh các vấn đề như ma sát, cặn bám, và rò rỉ.

Áp lực nước thấp trong đường ống nguyên nhân và cách tăng áp lực nước

Nguyên nhân áp suất nước thấp

Áp lực nước thấp khiến chúng ta cảm thấy khó chịu khi sử dụng. Bởi chúng ảnh hưởng đến tất các các thiết bị. Một số nguyên nhân chính dẫn đến hiện tượng này như:

• Do quá trình sử dụng chưa mở hết khóa hay do van khóa bị hỏng
• Sử dụng thiết bị bơm không phù hợp hay bơm bị hư hỏng
• Nguồn cấp nước quá nhỏ, yếu không đủ áp lực lên đường ống
• Sử dụng vào giờ cao điểm
• Kích thước đường ống không đúng yêu cầu dẫn đến áp lực của nước ở đầu ra không đủ
• Đường ống có nhiều dị vật, cặn bẩn bám
• Đường ống dẫn lắp đặt không đủ độ cao hoặc lắp đặt cao hơn so với bể chứa
• Rò rỉ ở đường ống nước hay rò rỉ ở các thiết bị khác như các vòi nước, nhà vệ sinh…

Cách tăng áp lực nước trong đường ống

Cách tăng áp lực nước bằng máy bơm tăng áp

• Sử dụng máy bơm tăng áp sẽ giúp đẩy nước xuống cũng như tăng áp suất nước cho cả hệ thống đường ống.
• Máy bơm tăng áp nên được lắp sau bồn chứa nước. Trường hợp không có bồn chứa thì bạn nên lắp ngay đầu đường ống cấp nước.
• Không lắp máy bơm tăng áp quá gần đồng hồ đo lưu lượng nước vì chúng sẽ gây ảnh hưởng đến việc ghi chỉ số nước.

Cách tăng áp lực nước không cần dùng máy bơm

• Kiểm tra và vệ sinh đường ống, kiểm tra các van vòi, đường ống để biết có rò rỉ không, qua đó đưa ra biện pháp sữa chữa hay thay thế. Tiếp theo hãy xả hết các vòi nước xem có bị cặn bẩn, dị vật cản trở đường lưu thông không. Nên lắp thêm y lọc hay các thiết bị lọc ở trước đầu ra đường ống
• Cải tạo đường ống nước, thay thế những đường ống không phù hợp
• Lắp thêm ống thông hơi cho bồn nước. Ống thông hơi cho phép không khí sạch vào hệ thống đường ống, qua đó giúp áp lực nước mạnh hơn, nước sẽ chảy ra nhanh hơn

Áp lực nước cao trong đường ống, nguyên nhân và cách giảm áp lực nước

Nguyên nhân áp suất nước cao trong đường ống

• Không khí lẫn trong hệ thống đường ống làm áp lực tăng đột ngột
• Sử dụng hệ thống bơm tăng áp quá lớn
• Sử dụng ngắt ngắt quãng, không liên tục nên hệ thống dẫn đến tình trạng áp cao tức thời.
• Đường ống dẫn nước chính bị tắc, nghẽn khiến áp lực nước tích tụ trong đường ống dẫn vào nhà bạn
• Sự tắc nghẽn trong đường ống nước chính . Nếu đường ống nước chính bị tắc, nó có thể khiến áp lực tích tụ trong các đường ống dẫn vào nhà bạn…

Cách giảm áp lực nước trong đường ống

Có nhiều cách để giảm áp lực nước trong đường ống như xả các vòi nước trong 1 thời gian để khí thoát ra ngoài, sử dụng máy bơm tăng áp hợp lý, thay thế đường ống bị tắc hay hỏng…

Tuy nhiên cách giảm áp lực nước hiệu quả nhất là lắp đặt van giảm áp suất nước để áp lực đầu ra ổn định nhất.

Để lắp đặt van giảm áp nước cần phải có 1 van giảm áp trực tiếp đối với đường ống nhỏ hay 1 van giảm áp thuỷ lực đối với đường ống có kích cỡ lớn và đồng hồ áp lực nước.

Lắp đặt van giảm áp ở đầu vào của thiết bị sử dụng, đồng hồ đo áp sẽ được lắp ở đầu vào và đầu ra của van giảm áp để thông số không sai lệch.

Sau khi lắp đặt van giảm áp xong sẽ có 2 trường hợp.

• Thứ nhất là, áp suất đầu ra thấp hơn so với yêu cầu của thực tế. Nên cần phải chỉnh tăng van giảm áp để áp suất đầu ra tăng lên dần.
• Thứ hai là, áp suất đầu ra lớn hơn so với yêu cầu. Nên cần phải điều chỉnh van giảm áp để hạ áp xuống mức phù hợp.

Trong lúc điều chỉnh bạn cần quan sát thông số của đồng hồ đo áp lực nước để điều chỉnh được mức áp lực chính xác cũng như không gây chênh lệch áp lực quá lớn.

So sánh áp lực nước và lưu lượng nước trong đường ống

Đặc điểm	Áp lực nước	Lưu lượng nước
Định nghĩa	Là lực tác dụng lên một vật trên một đơn vị diện tích	Là lưu lượng nước chảy qua một điểm cụ thể trong hệ thống ở một khoảng thời gian nhất định
Đơn vị đo	Pound trên inch vuông (psi) hoặc atm (atm)	Gallon trên phút (gpm) hay mét khối trên giờ (m³/h)
Yếu tố ảnh hưởng	Kích thước đường ống, sự hiện diện của vật cản	Kích thước đường ống, sự hiện diện của vật cản, áp lực nước

Như vậy áp lực nước và lưu lượng nước là hai khái niệm là hai khái niệm khác nhau nhưng có liên quan với nhau. Áp lực nước là yếu tố thúc đẩy dòng nước nên khi áp lực càng lớn thì tốc độ dòng nước càng lớn.

Tuy nhiên các yếu tố khác như kích thước của đường ống, sự hiện diện của vật cản cũng có thể ảnh hưởng đến dòng nước. Nên để đảm bảo hệ thống cấp nước hoạt động hiệu quả và đáng tin cậy thì việc cân bằng giữa áp lực nước và lưu lượng nước là cực kỳ quan trọng.

Trên đây là nhũng chia sẻ của Van nhập khẩu về áp lực nước. Áp lực nước đóng vai trò quan trọng trong nhiều hệ thống nên hi vọng những chia sẻ trên của chúng tôi sẽ giúp bạn đọc có thêm những kiến thức cơ bản để để giúp tăng hiệu suất cũng như khả năng hoạt động cho hệ thống của mình. Nếu còn băn khoăn hay thắc mắc gì về áp lực nước bạn hãy gọi ngay đến Hotline của chúng tôi để được hỗ trợ nhanh nhất nhé.

Cập nhật lúc 11:51 – 12/10/2023