Khí nén là gì?

Khí nén là nguồn năng lượng được sử dụng để vận hành máy móc, thiết bị hay các quy trình công nghiệp. Đây là nguồn năng lượng quan trọng thứ 4 trong công nghiệp sau điện và nước. Mặc dù khí nén đắt gấp 7 lần điện nhưng chúng vẫn được sử dụng rộng rãi từ trong công nghiệp cho đến dân dụng hiện nay. Để hiểu rõ về khí nén, mời các bạn cùng Van nhập khẩu theo dõi ở bài viết dưới đây nhé!

Giới thiệu khí nén

Khí nén tên tiếng anh là “Compressed Air“, đây là nguồn năng lượng vô hạn được tạo ra từ không khí tự nhiên thông qua sử dụng các phương pháp hóa học để nén lại ở mức áp suất từ 3000psi, 3600psi.

Khí nén là nguồn năng lượng mới an toàn, không độc hại, thân thiện với môi trường. Chúng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, ngành nghề khác nhau như từ trong các hệ thống công nghiệp, nông nghiệp, xây dựng, y tế…cho đến dân dụng.

Thành phần khí nén là gì

Không khí trong khí quyển và khí nén đều được tạo thành từ:

• 78% Nitơ
• 20-21% oxy
• 1-2% hơi nước, carbon dioxide và các loại khí khác

Các “thành phần” trong không khí không thay đổi khi bị nén mà chỉ là khoảng không gian mà các phân tử đó chiếm giữ.

Cách tạo ra khí nén

Hiện nay khí nén được tạo ra theo 2 cách là từ hệ thống máy nén khí và cách nén khí thủ công.

 Cách tạo ra khí nén bằng hệ thống máy nén khí

Để tạo ra được khí nén từ máy nén khí gồm các bộ phận cấu thành sau là: Máy khí nén, bình thích áp( bình tích khí) và thiết bị xử lý khí nén.

Máy nén khí

Máy nén khí là thiết bị sử dụng nguồn điện để hoạt động và trực tiếp tạo ra khí nén để cung cấp đến các thiết bị sử dụng khí nén nhằm phục vụ cho các mục đích như trong các nhà máy sản xuất, chế biến, trong sửa chữa, trong các thiết bị y tế…Tùy thuộc vào mục đích mà chúng ta có thể lựa chọn loại máy nén khí phù hợp như máy nén khí trục vít, máy nén khí piston, máy nén khí ly tâm, máy nén khí cao áp…

Máy nén khí hoạt động bằng cách nó hút không khí từ bên ngoài vào tại một van đầu vào, sau đó máy nén khí tiến hành nén không khí đến mức thể tích cần thiết và xả khí điều áp qua van xả vào bình tích áp.

Máy nén khí được sử dụng được phân thành hai loại chính đó là loại máy nén dịch chuyển tích cực và máy nén dạng roto động.

 Bình tích áp

Bình tích áp hay còn gọi là bình tích khí, bình chứa khí nén. Đây là thiết bị được chế tạo từ các loại vật liệu gang, inox, thép với đầy đủ các kích cỡ từ nhỏ đến lớn. Nên có thể đáp ứng được nhu cầu của các hệ thống công nghiệp lớn cho đến các hộ gia đình.

Bình chứa khí được sử dụng để lưu trữ khí nén khi được tạo ra từ các máy nén khí. Chúng có chức năng dự trữ khí và cung cấp khí nén cho các thiết bị cần trong trường hợp khẩn cấp. Việc sử dụng bình tích khí có thể giúp tránh sự gián đoạn hay thiếu hụt khí nén khi gặp các sự cố về máy tạo khi hay mất điện.

 Thiết bị xử lý khí nén

Thiết bị xử lý Compressed Air là những thiết bị làm sạch khí nén. Cụ thể chúng giúp loại bỏ hơi nước, bụi bẩn, cặn dầu mỡ hay các chất bẩn lẫn trong khí nén…Qua đó giúp giảm thiểu tối đa ăn mòn, rỉ sét, kẹt hệ thống do tạp chất trong khí nén.

Thông thường thì hệ thống xử lý khí nén chia làm 3 giai đoạn:

• Giai đoạn thứ nhất: Lọc khí khô, giai đoạn này sẽ dụng bộ phận lọc khí khô để loại bỏ bụi bẩn khô lẫn trong khí nén đi ra ngoài.
• Giai đoạn 2: Tách nước, là dùng thiết bị sấy khô khí để loại bỏ lượng nước bị lẫn bên trong khí nén.
• Giai đoạn 3: Lọc khí tinh, là giai đoạn loại bỏ tất cả các loại tạp chất, kể cả kích thước rất nhỏ để tạo ra lượng khí nén sạch nhất.

Tạo khí nén bằng cách thủ công

Để tạo ra được khí nén bằng cách thủ công rất đơn giản, chúng ta cần chuẩn bị một số dụng cụ tư chế như chai, ống hay các đồ vật mua ở các cửa hàng dân dụng. sau đó kết hợp các chai nhựa kín với các ống nước hay van 1 chiều. Ngoài có thể sử dụng lốc tủ lạnh kết hợp với van 1 chiều để tạo 1 máy nén khí đơn giản.

Khí nén hoạt động như thế nào?

Giống như tất cả các loại khí khác, không khí bao gồm các phân tử. Các phân tử này được giữ với nhau bằng lực phân tử.

Nếu không khí được đặt trong một bình chứa (thể tích không đổi), thì các phân tử này bật ra khỏi thành bình và tạo ra áp suất p.

Khi nhiệt độ càng cao thì sự chuyển động của các phân tử không khí càng lớn và áp suất tạo ra càng cao. Thể tích ( V ) = không đổi Nhiệt độ ( T ) = tăng Áp suất (p ) = tăng Boyle và Mariotte đã thực hiện các thí nghiệm với các thể tích khí kèm theo độc lập với nhau và tìm ra mối quan hệ qua lại sau:

Thể tích của khí tỉ lệ nghịch với áp suất 
(Định luật Boyle-Mariotte)

Đặc điểm nổi bật của khí nén

Đặc điểm nổi bật nhất của khí nén là nó không độc và không cháy vì thành phần chính của khí nén là không khí tự nhiên có chứa 21% oxy và 78% nitơ. Bên cạnh đó, khí nén cũng có một số đặc điểm quan trọng cần biết để có thể sử dụng năng lượng này hợp lý và hiệu quả nhất

Về số lượng

Khí nén được tạo từ không khí tự nhiên và đây là nguồn năng lượng dồi dào vô tận giống như năng lượng mặt trời, năng lượng gió, nước…Sau khi hoàn thành quy trình sử dụng, chúng sẽ được thoát ra ngoài môi trường, hòa với không khí và được tiếp tục tái sử dụng.

Về vận chuyển

Không bị ảnh hưởng bởi trọng lượng hay đặc tính vật lý, khí nén có thể được vận chuyển cực kì nhanh chóng và dễ dàng thông qua các đường ống có cự ly phù hợp. Bên cạnh đó, chúng còn có thể được nén trong bình chứa và sau đó được phân phát vận chuyển trong hệ. Đây là lý do tại sao khí nén được coi là tiện ích thứ tư và là sự thay thế an toàn và tuyệt vời cho điện

Về lưu trữ

Để lưu trữ nó, không khí được nén đến kích thước nhỏ hơn bằng các máy tạo khí nén và được giữ dưới áp suất trong bể hay bồn chuyên dụng cho đến khi những hệ thống hay cá nhân cần sử dụng. Do đó máy nén khí không cần phải tạo ra khí nén liên tục trong quá trình sử dụng.

Về nhiệt độ

Bản chất của khí nén là không khí nên nó không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của nhiệt độ ở môi trường xung quanh. Tuy nhiên chúng ta cũng nên giới hạn sử dụng khí nén ở mức nhiệt độ từ 0 – 99 độ C.

Về cháy nổ

Khí nén là dạng năng lượng trung tính và nó không có khả năng gây cháy nổ giống như điện. Nên Compressed Air có thể sử dụng trong các môi trường có khả năng cháy nổ cao như các mỏ khai thác than, dầu…

Hơn thế nữa, chúng thường chỉ có mức áp suất 6bar nên nó sẽ hạn chế mức tối đa gây cháy nổ trong môi trường làm việc.

Vận tốc khí nén

Thực tế, việc nén không khí càng lớn thì khí nén có lưu tốc càng lớn. Thông thường khí nén có thể đạt tốc độ dòng chảy trên 20 m/s. Trong khi các ứng dụng thủy lực chỉ quản lý được 5m/s. Tốc độ dòng chảy rất cao  nên cho phép hoàn thành nhanh chóng các chu trình làm việc. Điều này giúp rút ngắn thời gian và chuyển đổi năng lượng thành công việc nhanh chóng.

An toàn và vệ sinh

An toàn là yếu tố then chốt trong việc lựa chọn khí nén thay vì điện, pin hay hơi nước.

Bởi vì độ trung tính, không có tính dẫn nhiệt hay tác nhân làm cháy nổ nên khi sử dụng khí nén không có nguy cơ bị điện giật, bỏng hơi hay hết điện như dùng pin. Không giống như điện, khí nén có thể được sử dụng trong điều kiện ẩm ướt hay dễ cháy nổ.

Bên cạnh đó Compressed Air là một dạng năng lượng sạch và khô do đó chúng lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu vệ sinh và chất lượng không khí rất quan trọng như thực phẩm, dệt may hay y tế. Đồng thời khí nén rò rỉ không gây độc hại cho bầu không khí.

Ứng dụng của khí nén trong đời sống hiện nay

• Cung cấp năng lượng cho các công cụ

Đây là những công cụ sử dụng khí nén để hoạt động như máy khoan, búa, cờ lê, máy chà nhám…

• Vận hành máy móc

Sử dụng để vận hành nhiều loại máy móc như dây chuyền sản xuất, dây chuyền lắp ráp, băng tải….

•  Làm sạch

Sử dụng để làm sạch bề mặt, thổi bay bụi và mảnh vụn và làm khô đồ vật.

• Hệ thống HVAC

Sử dụng để kiểm soát luồng không khí trong hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí.

• Vận chuyển

Sử dụng để tạo lực phanh trên tàu hỏa và xe tải.

• Ứng dụng y tế

Sử dụng trong nhiều ứng dụng y tế, chẳng hạn như máy phun sương, mặt nạ phòng độc, máy thổi cát, máy nội nha…

• Thể thao và giải trí

Sử dụng để bơm lốp xe, súng bắn sơn và các thiết bị thể thao khác…

Ngoài những ứng dụng trên đối với ngành van công nghiệp của chúng ta, khí nén được ứng dụng rộng rãi trong các loại van điều khiển khí nén như các loại van bướm điều khiển khí nén, van bi điều khiển khí nén, van cầu điều kheiẻn khí nén, van cổng điều khiển khí nén, van y xiên khí nén…Các dòng van này đều sử dụng áp lực khí nén để điều khiển hoạt động của van.

Trên đây là những chia sẻ của chúng tôi về khí nén. Hi vọng những chia sẻ này của chúng tôi sẽ cung cấp thêm cho bạn những kiến thức cơ bản về  loại năng lượng mới này. Đây là những kiến thức tổng hợp của cá nhân, nếu bạn đọc biết thêm nhưng thông tin bổ ích về loại năng lượng này hãy chia sẻ với chúng tôi để bài viết được phong phú và hoàn thiện hơn nhé.

Xem thêm: Hệ thống khí nén là gì?

Cập nhật lúc 15:18 – 28/03/2024

Trịnh Dung

Trịnh Dung là cử nhân Học viện Báo chí và Tuyên truyền. Dung từng tham gia nhiều cuộc thi và đạt nhiều giải thưởng trong các cuộc thi viết báo chí. Trịnh Dung có hơn 5 năm kinh nghiệm trong việc viết bài liên quan đến báo chí,pháp luật, van công nghiệp. Hiện đang công tác và làm việc tại Van nhập khẩu Âu Việt