Áp suất dư và áp suất tuyệt đối cùng tính bằng bar nhưng khác nhau một mốc đo, và mốc ấy lớn hơn 10 m khi đổi sang mét nước. Hình dung đồng hồ ở đầu hút bơm chỉ −0,3 bar, còn bản tính của đơn vị thiết kế ghi áp suất hút là 0,71 bar. Hai con số cùng mô tả một điểm, nhưng đổi sang mét nước mà không biết mốc đo thì bạn đang so sánh hai đại lượng khác loại. Bài viết giải thích hai mốc đo, cách đổi đúng và ảnh hưởng của nước nóng khi đọc áp suất hút.
- Áp suất dư lấy khí quyển làm mốc 0, áp suất tuyệt đối lấy chân không làm mốc 0.
- Hai loại chênh nhau đúng một áp suất khí quyển, khoảng 1,01 bar, hơn 10 m nước.
- Hiệu hai áp suất cùng mốc thì giống nhau, trừ lẫn mốc sẽ sai hơn 10 m.
- Với nước nóng, áp suất hơi bão hòa là yếu tố lớn, khối lượng riêng chỉ lệch vài phần trăm.
Áp suất dư và áp suất tuyệt đối là gì
Áp suất dư là áp suất đo so với khí quyển, nên có thể mang dấu âm. Áp suất tuyệt đối là áp suất đo so với chân không hoàn toàn nên luôn dương. Hai loại liên hệ qua công thức p tuyệt đối = p khí quyển + p dư, với khí quyển chuẩn 1,01325 bar.
Trên nhãn thiết bị, hậu tố g (barg) chỉ áp suất dư và hậu tố a (bara) chỉ áp suất tuyệt đối, còn nhiều hãng châu Âu chỉ thêm chữ abs cho áp suất tuyệt đối. Con số bar không có hậu tố thường được hiểu là áp suất dư, nhưng bạn nên xác nhận trên nhãn hoặc catalogue. Chân không là áp suất dư mang dấu âm, và khí quyển giảm theo độ cao nên nơi lắp càng cao thì khoảng chênh giữa hai mốc càng nhỏ.
| Cách ghi | Mốc đo | Gặp ở đâu |
|---|---|---|
| bar, barg, bar(g) | Khí quyển | Đồng hồ áp suất kiểu ống Bourdon |
| bara, bar abs | Chân không tuyệt đối | Bảng tra áp suất hơi, tính NPSH, cảm biến đo tuyệt đối |
Hệ số đổi giữa bar, kPa, psi và mét cột nước có trong bảng hệ số đổi bar, kPa, psi sang mét cột nước.
Áp suất dư và áp suất tuyệt đối khi quy đổi bar sang mét nước
Công thức H = p / (ρ·g) dùng được cho cả hai loại áp suất, miễn là bạn giữ nguyên mốc đo trong suốt phép tính. Số mét nước tuyệt đối luôn lớn hơn số mét nước dư đúng một lượng bằng cột nước của khí quyển, khoảng 10,3 m với nước 20°C tại mực nước biển.
Vì vậy câu hỏi đầu tiên là con số bar đang ở mốc nào. Bảng dưới đổi bốn giá trị áp suất dư sang mét nước tuyệt đối, với nước 20°C và g = 9,81 m/s².
| Áp suất dư (barg) | Áp suất tuyệt đối (bara) | Mét nước tuyệt đối | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| 0 | 1,013 | 10,35 | Đồng hồ hở ra khí quyển chỉ 0 bar |
| 1 | 2,013 | 20,56 | Mét nước dư khoảng 10,2 m |
| 6 | 7,013 | 71,62 | Mét nước dư khoảng 61,3 m |
| −0,3 | 0,713 | 7,28 | Đầu hút âm, mét nước dư khoảng −3,1 m |
Quy đổi bar sang mét nước khi lẫn áp suất dư và tuyệt đối: ví dụ đọc hai đồng hồ
Giả định một bơm có đồng hồ xả đọc 8,2 barg và đồng hồ hút đọc 0,3 barg. Nếu cả hai đều ở mốc dư, hiệu là 8,2 − 0,3 = 7,9 bar. Nếu đổi cả hai sang mốc tuyệt đối, ra 9,21 bara và 1,31 bara, hiệu vẫn là 7,9 bar.
Lỗi xảy ra khi lấy số xả ở mốc dư trừ cho số hút ở mốc tuyệt đối. Kết quả 8,2 − 1,31 = 6,89 bar, thấp hơn đáp án đúng 1,01 bar, tương đương khoảng 10,3 m nước. Quy tắc đơn giản là ghi mốc đo bên cạnh mỗi con số ngay khi đọc đồng hồ và chỉ trừ hai số cùng mốc.
Hút âm: đọc chân không kế và đổi sang mét nước
Khi bơm hút từ bể thấp hơn tâm bơm, đồng hồ đầu hút thường chỉ giá trị âm, tức áp suất dư âm. Muốn so với áp suất hơi bão hòa hay NPSH, bạn cộng áp suất khí quyển để ra áp suất tuyệt đối rồi mới đổi sang mét nước.
Ví dụ giả định với đồng hồ hút đọc −0,3 barg và nước 20°C. Áp suất tuyệt đối là 1,013 − 0,3 = 0,713 bara, tương đương khoảng 7,28 m nước tuyệt đối. Con số này khác hẳn mức −3,1 m nước dư khi đổi thẳng số đọc, và nó mới là điểm xuất phát để kiểm tra khả năng xâm thực.
NPSH khả dụng bằng áp suất tuyệt đối ở cửa hút trừ áp suất hơi bão hòa của chất lỏng, quy về mét, và phải lớn hơn NPSH yêu cầu của bơm trên đường đặc tính. Với các model hút từ bể thấp, bạn kiểm tra điều kiện này trên catalogue của bơm ly tâm trục ngang đầu hút cuối của Parolli.
Nước nóng: khối lượng riêng và áp suất hơi bão hòa khi đổi bar sang mét nước
Nước nóng ảnh hưởng theo hai cách. Khối lượng riêng giảm nên 1 bar ứng với nhiều mét hơn, nhưng chênh chỉ vài phần trăm. Áp suất hơi bão hòa tăng mạnh theo nhiệt độ và ăn mất vài mét cột áp hút, đây mới là yếu tố cần quan tâm khi bơm nước nóng.
Bảng sau cho thấy 1 bar ứng với bao nhiêu mét nước ở các nhiệt độ, tính với g = 9,81 m/s². Mốc 10,2 m là giá trị thường dùng cho nước lạnh.
| Nhiệt độ | Khối lượng riêng (kg/m³) | 1 bar ứng với (m) | Lệch so với 10,2 m |
|---|---|---|---|
| 20°C | 998,2 | 10,21 | 0,1% |
| 40°C | 992,2 | 10,27 | 0,7% |
| 60°C | 983,2 | 10,37 | 1,6% |
| 80°C | 971,8 | 10,49 | 2,8% |
| 100°C | 958,4 | 10,64 | 4,3% |
Đến 80°C độ lệch khoảng 2,8% và chỉ đến 100°C mới vượt 4%, nên với nước dưới 60°C bạn dùng mốc 10,2 m vẫn sai dưới 2%. Điều đáng chú ý hơn là áp suất hơi bão hòa của nước, khoảng 2,33 kPa ở 20°C, 19,92 kPa ở 60°C và 47,34 kPa ở 80°C.
Quay lại ví dụ đầu hút −0,3 barg, tức 0,713 bara. Ở 20°C, áp suất tuyệt đối này ứng với 7,28 m, trừ áp suất hơi 0,24 m còn khoảng 7,0 m. Ở 80°C, cùng áp suất tuyệt đối ứng với 7,48 m, nhưng áp suất hơi 47,34 kPa chiếm tới 4,97 m nên chỉ còn khoảng 2,5 m. Cùng một số đọc trên đồng hồ nhưng phần cột áp hút còn lại khác nhau gần ba lần.
Phép tính trên giả định đồng hồ đặt ngang tâm bơm và bỏ qua cột áp vận tốc. Bạn so kết quả với NPSH yêu cầu của model trên đường đặc tính. Cách ghép các thành phần cột áp của cả hệ thống có trong bài về cách tính cột áp tổng của hệ thống.
Bốn câu hỏi cần trả lời trước khi đổi bar sang mét nước
Trước mỗi phép đổi, bạn cần biết bốn điều: con số bar ở mốc dư hay tuyệt đối, nhiệt độ chất lỏng, vị trí đồng hồ so với tâm bơm và áp suất khí quyển tại nơi lắp đặt. Bảng dưới cho biết vì sao từng điều ảnh hưởng và cách xử lý.
| Câu hỏi | Vì sao ảnh hưởng | Cách xử lý |
|---|---|---|
| Dư hay tuyệt đối? | Hai mốc chênh nhau khoảng 1 bar, hơn 10 m nước | Ghi hậu tố g hoặc a cạnh mỗi số |
| Chất lỏng ở nhiệt độ nào? | Khối lượng riêng và áp suất hơi thay đổi | Tra hai giá trị này theo nhiệt độ làm việc |
| Đồng hồ đặt ở đâu? | Chênh cao so với tâm bơm làm lệch số mét | Hiệu chỉnh về tâm bơm trước khi so với NPSH |
| Khí quyển tại nơi lắp? | Áp suất khí quyển giảm theo độ cao | Dùng giá trị theo độ cao khi lắp ở nơi cao |
Những nhầm lẫn thường gặp
Nhiều lỗi khi đọc áp suất hút và áp suất xả đến từ việc bỏ qua mốc đo hoặc nhiệt độ chất lỏng. Năm nhầm lẫn dưới đây gặp nhiều nhất khi đổi bar sang mét nước, và đều tránh được nếu ghi rõ mốc đo ngay khi đọc đồng hồ.
- Coi barg bằng bara dù hai mốc chênh nhau khoảng 1 bar.
- Trừ hai áp suất khác mốc đo, như ví dụ 8,2 barg trừ 1,31 bara ở trên.
- Dùng 1 bar = 10 m cho nước nóng mà không xét khối lượng riêng.
- Bỏ áp suất hơi bão hòa khi đổi áp suất hút ra mét nước.
- Bỏ qua áp suất khí quyển thấp hơn ở nơi lắp đặt cao.
Áp suất dư và áp suất tuyệt đối chênh nhau một mốc khí quyển, và mốc ấy lớn hơn 10 m khi quy ra mét nước. Hãy luôn ghi hậu tố g hoặc a, kiểm tra nhiệt độ chất lỏng rồi mới đổi. Nếu bạn cần rà soát điều kiện hút hoặc chọn bơm cho hệ thống nước nóng, hãy gọi hotline Parolli 0909 958 114 để được tư vấn.
Câu hỏi thường gặp về áp suất dư và áp suất tuyệt đối
Đồng hồ ghi bar thì là áp suất dư hay tuyệt đối?
Đồng hồ cơ thông thường hở ra khí quyển nên đọc áp suất dư, và con số bar không có hậu tố thường được hiểu như vậy. Tuy nhiên bạn nên xác nhận trên nhãn thiết bị, vì cảm biến đo tuyệt đối vẫn dùng đơn vị bar. Nếu có chữ abs hoặc hậu tố a thì đó là áp suất tuyệt đối.
1 barg bằng bao nhiêu bara?
Khoảng 2,01 bara ở điều kiện khí quyển chuẩn, vì áp suất tuyệt đối bằng áp suất dư cộng 1,01325 bar. Ở nơi lắp đặt cao, áp suất khí quyển thấp hơn nên con số này nhỏ hơn một chút.
1 bar ở nước 80°C bằng bao nhiêu mét?
Khoảng 10,49 m, so với 10,21 m ở nước 20°C. Độ lệch này khoảng 2,8% so với mốc 10,2 m thường dùng, nhỏ hơn nhiều so với tác động của áp suất hơi bão hòa lên điều kiện hút.
Đồng hồ đầu hút đọc −0,3 bar nghĩa là gì?
Áp suất tại điểm đo thấp hơn khí quyển 0,3 bar. Ở điều kiện chuẩn, áp suất tuyệt đối khoảng 0,71 bar, tương đương khoảng 7,28 m nước tuyệt đối với nước 20°C. Muốn đánh giá khả năng xâm thực, bạn cần trừ tiếp áp suất hơi bão hòa của chất lỏng.