Nghiên cứu về áp suất

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM
KHOA VẬT LÝ
--o-o-o--

ĐỀ TÀI:
THỰC HIỆN ÁP SUẤT THẤP
SỰ ĐO ÁP SUẤT THẤP

Giảng viên hướng dẫn:
Các thành viên trong nhóm:
1. Phạm Đức Danh
2. Nguyễn Thị Thu Trang
3. Nguyễn Trần Lý Trung
4. Phạm Phương Huyền

Ths: Nguyễn Thanh Loan
K38.105.007
K38.102.126
K38.105.156
K39.105.068


LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay, các hệ thống điều khiển áp suất nói chung được áp dụng rất rộng rãi như các hệ
thống điều khiển áp suất trong cung cấp nước sạch, duy trì áp suất trong lò hơi, trong bảo
quản, chế biến thực phẩm, trong khai thác dầu, trong nhà máy bia, trong y tế…và sự thực
hiện áp suất thấp hiện nay nói riêng đóng vai trò quan trọng trong việc nghiên cứu ở phòng
thí nghiệm cũng như trong kỹ thuật. Việc áp dụng chúng với những mục đích khác nhau
trong kỹ thuật điện và vô tuyến điện đã đẩy mạnh sự phát triển kỹ thuật chân không và ngày
càng đòi hỏi tạo ra những chân không cao độ (tức là những chất khí ở áp suất rất thấp). Đó
là lý do chúng em chọn đề tài: “Thực hiện áp suất thấp. Sự đo áp suất thấp” làm đề tài tiểu

luận.
Nhóm tác giả

2


Mục lục

3


I.

Áp suất chất khí

1. Định nghĩa
+ Theo quan điểm vĩ mô : lực nén của khí tác dụng vuông góc lên một đơn vị diện tích
thành bình.
p: áp suất chất khí ( N/m2).
F: lực nén của khí vuông góc với diện tích của thành bình (N).
+ Theo quan điểm vi mô : lực của các phân tử chất khí tác dụng vuông góc lên 1 đơn vị
diện tích thành bình chính là áp suất chất khí.

2. Công thức cơ bản của thuyết động học phân tử
Trong đó :

n là mật độ phân tử khí.
là động năng trung bình của chuyển động tịnh tiến của phân tử.

Nhận xét:

• Áp suất thể hiện tính chất vĩ mô của tính chất chuyển động nhiệt của các phân tử.
• Công thức trên đúng cho mọi trường hợp, kết quả hoàn toàn không phụ thuộc hình
dạng.
• Khảo sát áp suất trong bình, áp suất tại mọi điểm như nhau.

3. Đơn vị của áp suất
•
•
•

−
−

Trong hệ SI: áp suất gây nên bởi lực bằng 1 niutơn tác dụng vuông góc lên diện tích
1m2, đơn vị áp suất là niutơn trên mét vuông (kí hiệu là N/m2).
Trong hệ CGS: đơn vị áp suất là dyn trên centimét vuông (kí hiệu là dyn/cm 2).
1 N/m2 = 10 dyn/cm2
Ngoài ra còn có các đơn vị áp suất ngoại hệ là átmốtphe kỹ thuật hoặc gọi tắt là
átmốtphe (kí hiệu là at). Nếu dùng đơn vị lực là kilôgam lực (kG) và đơn vị diện tích
là cm2 thì:
1at = 1kG/cm2 = 9,81.104 N/m2
Atmophe vật lý là áp suất gây nên bởi trọng lượng cột thủy ngân cao 760mm (kí hiệu
là atm).
Tor hay milimet thủy ngân là áp suất gây nên bởi trọng lượng cột thủy ngân cao
1mm (kí hiệu là tor hay mmHg).
1 torr = 1 mmHg = 133,322 N/m2
Vậy 1 atm = 760 mmHg = 1,013.105 N/m2=1,033 at.

4

4. Nguyên lý đo áp suất
Đối với chất lưu không chuyển động, áp suất chất lưu là áp suất tĩnh. Do vậy, đo áp suất
chất lưu thực chất là xác định lực tác dụng lên một diện tích thành bình. Đối với chất lưu
không chuyển động chứa trong một ống hở đặt thẳng đứng, áp suất tĩnh tại một điểm M
cách bề mặt tự do một khoảng h được xác định theo công thức:
p = p0 + ρgh
Trong đó:

p0 là áp suất khí quyển.
ρ: khối lượng riêng của chất lưu.
g: gia tốc trọng trường.

Trong cách đo thứ nhất, phải sử dụng một cảm biến đặt sát thành bình. Trong trường hợp
này, áp suất cần đo được cân bằng với áp suất thủy tĩnh do cột chất lỏng mẫu tạo nên hoặc
tác động lên một vật trung gian có phần tử nhạy cảm với lực do áp suất gây ra. Khi sử dụng
vật trung gian để đo áp suất, cảm biến thường trang bị thêm bộ phận chuyển đổi điện.
Trong cách đo thứ hai, người ta gắn lên thành bình các cảm biến đo ứng suất để đo biến
dạng của thành bình. Biến dạng này là hàm của xác suất.
Đối với chất lưu chuyển động, áp suất chất lưu (p) là tổng áp suất tĩnh (p t) và áp suất động
(pd):
p = p t + pd
Áp suất tĩnh tương ứng với áp suất gây nên khi chất lỏng không chuyển động. Áp suất động
do chất lưu chuyển động gây nên và có giá trị tỷ lệ với bình phương vận tốc chất lưu:
Khi dòng chảy va đập vuông góc với một mặt phẳng, áp suất động chuyển thành áp suất
tĩnh, áp suất tác dụng lên mặt phẳng là áp suất tổng. Do vậy áp suất động được đo thông
qua chênh lệch giữa áp suất tổng và áp suất tĩnh. Thông thường việc đo hiệu áp suất (p - pt)
thực hiện nhờ hai cảm biến nối với hai đầu ra của một ống Pitot (hình 1), trong đó cảm biến
(1) đo áp suất tổng, cảm biến (2) đo áp suất tĩnh.

Hình 1: Đo áp suất động bằng
ống.
5


Có thể đo áp suất động bằng cách đặt áp suất tổng lên mặt trước và áp suất tĩnh lên mặt sau
của một màng đo (hình 2), như vậy tín hiệu do cảm biến cung cấp chính là chênh lệch giữa
áp suất tổng và áp suất tĩnh.

Hình 2: Đo áp suất động bằng màng.

5. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng
Phương trình xác định mối liên hệ giữa
ba thông số trạng thái của chất khí gọi
là phương trình trạng thái của khí lí
tưởng.
Để lập phương trình này, ta xét một
lượng khí từ trạng thái 1 (p1, V1, T1)
sang trạng thái 2 (p2, V2, T2) qua trạng
thái trung gian 1' (p', V2, T1) bằng các
đẳng quá trình đã học trong các bài
trước (hình 3).
+ Áp dụng định luật Boyle – Mariote
cho quá trình chuyển trạng thái từ (1)
sang (1’):
p1V1 = p’V2 (*)
+ Áp dụng định luật Charles cho quá
trình chuyển từ trạng thái (1’) sang (2):

 thế vào (*):

Ta dễ dàng chứng minh được:

Hình 3

hay

Phương trình
được
nhà vật lí n
Pháp
Cla-pê-rôn
(Clapeyron, 1799 - 1864) đưa ra năm 834 và được
là phương trình trạng thái của khí lý tưởng hay phương
Cla-pê-rôn.

6


6. Các định luật của khí lý tưởng
a. Định luật Boyle-Mariotte (1662-1672)
•
•
•

Điều kiện: T = const.
Phương trình: p.V = const.
Phát biểu: Trong quá trình đẳng nhiệt của
một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ
nghịch với thể tích.
• Đường đẳng nhiệt: Đường biểu diễn sự

biến thiên của áp suất theo thể tích khi
nhiệt độ không đổi.
• Đồ thị:

b.
Định luật Charles (1787)
•
•

Điều kiện: V = const.
Phương trình:

•

Phát biểu: Trong quá trình
đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp
suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.
•
Đường đẳng tích: Đường
biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo
nhiệt độ khi thể tích không đổi.

•

Đồ thị:

c. Định luật Gay- Lussac (1802)
•
•

Điều kiện: p = const.
Phương trình:

7


•

Phát biểu: Trong quá trình đẳng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ thuận
với nhiệt độ tuyệt đối.
• Đường đẳng áp: Đường biểu diễn sự biến thiên của thể tích theo nhiệt độ khi áp suất
không đổi.
• Đồ thị:

8


II.

Áp suất thấp

1 Định nghĩa
Các hiện tượng truyền cũng như các hiện tượng khác trong chất khí liên quan chặt chẽ với
λ=

kT
4 2π r 2 . p , , nếu p giảm thì λ tăng, muốn

sự va chạm giữa các phân tử. Ta biết rằng
p giảm thì ta phải giảm mật độ khí trong bình (p = nkT) bằng cách hút bớt khí trong bình.

Càng hút bớt khí thì p càng giảm, càng tăng cho đến khi > d (d là kích thước của bình).
Lúc bấy giờ các phân tử khí chỉ va chạm vào thành bình và không hề va chạm nhau trong
quá trình chuyển động nhiệt. Áp suất giảm đến mức ấy gọi là áp suất thấp.

Trạng thái khí ở áp suất thấp (trạng thái khí kém) sao cho > d (d là khoảng cách giữa 2
thành bình) được gọi là chân không.
Ví dụ: p = 10-6 mmHg, bình 1m3, bằng vài chục mét. Bình có áp suất thấp như vậy gọi là
bình chân không.
Như vậy, khái niệm chân không chỉ có tính chất tương đối vì việc quy định trong bình đã
thiết lập được chân không hay chưa còn tùy thuộc vào kích thước của bình.

7. Tính chất
Các hiện tượng truyền trong khí kém sẽ khác so với trường hợp ở áp suất bình thường. Để
cụ thể hơn ta sẽ xét hiện tượng dẫn nhiệt ở khí kém.
Giả sử, ta lấy 2 tấm song song A 1 và A2 (với nhiệt độ tương ứng là T 1 > T2) đặt cách nhau
khoảng d. Giữa hai tấm có khí dẫn nhiệt từ tấm A 1 đến tấm A2. Chừng nào > d thì sự dẫn
nhiệt vẫn xảy ra như đã mô tả ở trên: các phân tử chuyển động hỗn loạn truyền động năng
từ lớp này qua lớp kia. Lúc này, hệ số dẫn nhiệt D không phụ thuộc áp suất p.
Khi áp suất được giảm xuống khá thấp sao cho ≥ d thì hiện tượng dẫn nhiệt xảy ra khác
hẳn: phân tử khí va chạm vào tấm A 1 sẽ có động năng tương ứng với nhiệt độ T1. Phân tử
khí này bay sang va chạm A 2 và lại những phân tử ấy bật từ tấm A 2 trở lại, truyền bớt động
năng để còn lại . Phân tử đó tiếp tục bay về tận A 1 và lấy ở đó một phần năng lượng để lại
có động năng . Vậy sự dẫn nhiệt là do các phân tử trực tiếp nhận động năng của các phân tử
ở thành bình A1 và chuyển phần động năng đó cho các phân tử ở thành bình A 2. Số phân tử
ngày càng giảm (tức p giảm) tức tác nhân gây truyền nhiệt ngày càng ít thì sự truyền nhiệt
càng kém. Vậy trong chân không D phụ thuộc d. Thực nghiệm cho thấy đối với áp suất
thấp, hệ số dẫn nhiệt D phụ thuộc áp suất.

9

III.

Thực hiện áp suất thấp

Dưới đây là sơ lược các phương pháp thực hiện chân không vẫn thường dùng trong kỹ thuật
chân không hiện đại.

1

Bơm dầu (bơm thứ cấp)

a Giới thiệu
Trong kỹ thuật người ta thường gọi với cái tên bơm sơ cấp, trong các loại máy tạo ra chân
không thì bơm dầu là loại thông dụng. Nhưng nó thường chỉ cho chân không vào khoảng
10-2 – 10-4 mmHg nên muốn tạo ra chân không cao hơn thì phải ghép nhiều tầng bơm chân
không mà trong đó tầng đầu tiên là bơm dầu.

d. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm dầu.
Bơm này gồm một khối kim loại hình trụ chuyển động lệch trục ở trong lòng hình trụ của
thân bơm cũng làm bằng kim loại. Hai thanh gạt đặt trong rãnh của khối trụ có lò xo đẩy ra,
chia khoảng không gian giữa khối trụ và thành trong của thân bơm làm hai miền.
Rotor 5 và satato 1 được thiết kế lệch
tâm. Trên rotor có hai rãnh. Trong hai rãnh
được lắp cách cánh gạt 3 và lò xo. Lo xò đảm
bảo các cánh gạt luôn tỳ vào thành stato. Khi
rotor quay tạo thành 3 khoang trong máy bơm,
một khoang giãn, một khoang nén, một
khoang giữa. Ba khoang thay đổi một cách
tuần hoàn khi rotor quay. Tại khoang giãn do

thể tích tăng lên nên sẽ hút một lượng khí
hoặc hơi vào khoang này. Rotor quay, khoang
này trở thành khoang giữa, rồi thành khoang
nén và khí hoặc hơi sẽ bị nén lại, khi áp suất
tại khoang nén tăng tới một giá trị nhất định
làm mở van xả 8, khí và hơi qua van xả 8 đi ra
khỏi máy bơm. Cả máy bơm được nhấn ngập
trong thùng dầu. Bằng cách đó dầu sẽ bít kín
toàn bộ các khe hở của máy bơm ngăn không
khí, hơi quay ngược trở lại, đồng thời bôi
trơn, làm mát và nâng cao hiệu quả hoạt động
của máy bơm. Vì thế loại bơm này gọi là bơm
Hình 4: Cấu tạo của bơm dầu.
dầu hay là bơm cơ học.

8. Bơm khuếch tán
a Giới thiệu
Muốn tạo những áp suất thấp hơn những áp suất
đạt được bằng bơm dầu, hiện nay chủ yếu người ta
dùng bơm khuếch tán hay đôi khi còn gọi là bơm ngưng tụ. Nhưng bơm này không thể hút
khí từ một bình bắt đầu từ áp suất lớn. Bởi vậy phải nối với một bơm dầu (bơm sơ cấp) như
loại vừa mô tả.
10


e. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Cấu tạo chính của bơm khuếch tán là một
buồng đốt nhiều tầng. Người ta sử dụng buồng
đốt để đun sôi một loại dầu (gọi là dầu chân
không) có nhiệt độ hóa hơi thấp. Các dòng hơi

dầu khi bay hơi lên sẽ hấp phụ các phân tử khí
khuếch tán từ môi trường cần tạo chân không
cao. Sau khi hấp phụ, dầu được làm lạnh và bị
rơi xuống, nhả các phân tử khí theo một đường
khác (nhờ hệ bơm cơ học đi kèm) và quay trở
lại buồng đốt.
Thông thường các bơm khuếch tán được ghép
nhiều tầng (phổ biến là dùng 2- 3 bơm khuếch
tán). Các bơm khuếch tán hiện đại có thể tạo ra
chân không với áp suất vào bật 10 -9–10-11
Hình 5: Cấu tạo của bơm khuếch tán.
mmHg và trong một số điều kiện đặc biệt
có
thể tạo ra những áp suất thấp hơn nữa.
Nhưng muốn có chân không cao độ không
phải
chỉ cần có các bơm khuếch tán tốt mà còn
cần
phải có một hệ thống chân không (gồm ống
dẫn
khí và bình đựng khí) thật kín. Để giúp cho
việc
tạo chân không cao độ thuận tiện hơn đồng
thời
để duy trì chân không cao độ đã tạo được,
người ta còn đặt vào trong bình cần hút khí những chất “thu khí” như than. Than hút những
khí còn lại trong bình mà bơm khuếch tán không hút ra khỏi bình được. Titan (Ti) có thể
hút một khối lượng lớn khí Hyđrô. Ngày nay, người ta còn dùng phương pháp ion hóa chất
khí.

IV.

Sự đo áp suất thấp

1 Áp kế Mắc Lêốt
Người ta chế tạo dụng cụ đo áp suất thấp dựa trên định luật nén ép đoạn nhiệt của khí lý
tưởng.
Đầu C của áp kế nối với bình phải đo áp suất. Giả sử rằng áp suất phải đo bằng p 1. Đầu tiên,
chất khí có áp suất p 1 chiếm đầy mọi phần của áp kế kể cả bầu E. Khi nhấc bình A nối với
phần còn lại của áp kế bằng ống cao su, thủy ngân dâng lên và cách ly bầu E cùng ống mao
dẫn B khỏi bình phải đo áp suất. Sau đó cho thủy ngân lên cao nữa cho tới một mức nhất
định trong ống mao dẫn B và lúc ấy mực thủy ngân trong ống C cao hơn mực thủy ngân
trong ống mao dẫn B một khoảng h nào đó.

11


B

C

C
E

E

A

A

Hình 6: Áp kế Mắc Lêốt.

Áp dụng định luật Bôilơ Mariốt ta dễ dàng xác định được áp suất phải đo p 1 nghĩa là áp suất
của khí bị giam trong bầu E và ống mao dẫn B trước khi nó bị nén. Nếu gọi thể tích tổng
cộng của cả bầu E và ống mao dẫn B là V 1 và thể tích của khí sau khi bị nén lại trong ống
mao dẫn B là V2 thì ta có thể viết
trong đó p2: áp suất khí sau khi bị nén trong ống mao dẫn
Ta có: p2 = h + p1 nhưng vì p1 rất nhỏ so với h (p1<Vậy
V1 và V2 là những thể tích được xách định từ trước, vì vậy
α là hằng số phụ thuộc cấu trúc của áp kế Mắc Lêốt. Áp kế Mắc Lêốt cho phép ta đo được
các áp suất từ 0.1 đến 10-6 mmHg nhưng có những nhược điểm sau:
• Không đo được áp suất của hơi bão hòa có thể có mặt trong hệ thống chân không.
Hơi bão hòa này khi bị nén thì ngưng tụ lại và không thay đổi áp suất.
• Hơi thủy ngân dùng trong áp kế làm hại sức khỏe.
• Không cho phép ta theo dõi liên tục sự biến thiên của áp suất.

9. Áp kế ion hóa
Hiện nay trong kỹ thuật đo chân không áp kế ion hóa đã thay thế cho áp kế Mắc Lêốt. Áp
kế ion hóa hoạt động dựa trên nguyên tắc sau. Ta đã biết sự ion hóa phân tử (hay nguyên tử)
của chất khí cần đo áp suất được thực hiện bằng va chạm của các electron với các phân tử
(hay nguyên tử) này. Nếu công suất của máy ion hóa (thường là đèn ba cực) không đổi (tức
12


là khối lượng khí bị ion hóa trong một đơn vị thời gian không đổi) thì cường độ dòng ion tỷ
lệ với áp suất i = γp.
Sơ đồ của áp kế ion hóa được biểu thị như trên
hình 7. Đèn 3 cực Đ nối liền với bình cầu đo áp
suất khí. Khi đốt nóng catốt K của đèn Đ thì các

electron thoát ra từ catốt K được tăng tốc độ bởi
điện trường giữa catốt K và lưới G. Các electron
này xuyên qua lưới G và ion hóa các phân tử khí
nằm giữa cực góp C và lưới G. Điện thế C âm so
với điện thế G do đó các ion được tạo thành do
các sự va chạm của các electron vào các phân tử
khí sẽ chuyển động thành dòng đi về C trong khi
các electron phải quay trở lại G. Cường độ của
dòng ion i được đo bằng điện kế g 1 (i = γp).
Bảng chia độ ở điện kế g1 được ghi trực tiếp theo
đơn vị áp suất. Như vậy phải xác định hệ số tỷ lệ
Hình 7: Sơ đồ của áp kế ion hóa.
γ. Muốn thế phải đo i với một vài giá trị đã biết
của p (các giá trị p này được xác định bằng các
áp kế khác ví dụ bằng áp kế Mắc Lêốt). Muốn cho công suất ion hóa của đèn có giá trị xác
định và không đổi (điều này được kiểm tra bằng điện kế g 2 nó cho biết dòng electron có
được giữ ở một giá trị xác định và không đổi hay không) thì ta điều chỉnh dòng đốt catốt K
bằng biến trở R.
Áp kế ion hóa cho phép ta đo áp suất chất khí trong khoảng từ 10 -3 đến 10-12 mmHg. Tuy
nhiên, áp kế này có nhược điểm là các số ghi trên bảng đo áp suất của nó phụ thuộc thành
phần cấu tạo của chất khí (hệ số tỷ lệ γ khác nhau đối với các khí khác nhau).

10.Áp kế nhiệt điện
Để đo áp suất trong khoảng từ 0.1 đến 10 -3 mmHg, người ta thường dùng áp kế nhiệt điện
dựa trên cơ sở phụ thuộc độ dẫn nhiệt của khí vào áp suất. Trong khoảng áp suất từ 0.1 đến
0.001 mmHg thì độ dẫn nhiệt gần đúng là tỷ lệ với áp suất.
Trong bình thủy tinh hình trụ L có đặt một cặp nhiệt điện T (pin nhiệt điện). Bình này nối
với bình khí có áp suất thấp cần đo bằng ống C. Chỗ mối hàn T của cặp nhiệt điện được đun
nóng do dính sát vào điểm A của sợi dây kim loại hình chữ V có dòng điện chạy qua.
Cường độ dòng điện nung nóng sợi dây kim loại được giữ không đổi nhờ biến trở R và đo

được nhờ điện kế g1. Do một đầu mối hàn của cặp nhiệt điện bị nung nóng nên xuất hiện
một thế điện động và nó được đo bằng một milivôn kế g 2 (mà thực chất cũng là một điện
kế). Giá trị của thế điện động này liên hệ với áp suất của khí qua nhiệt độ của sợi dây kim
loại, vì rằng nhiệt độ của sợi dây kim loại sẽ càng lớn (do đó thế điện động sinh ra càng lớn)
nếu độ dẫn nhiệt của khí càng nhỏ mà như ta đã biết độ dẫn nhiệt gần như tỷ lệ với áp suất.
Chúng ta cũng đang xây dựng một nhà máy sử dụng kỹ thuật chân không đó là “các máy
bóng đèn phích nước Rạng Đông”. Nhà máy này đã sử dụng rộng rãi các loại bơm chân
không. Tùy theo từng sản phẩm người ta đã sử dụng những loại bơm khác nhau. Thí dụ như
đối với việc sản xuất bóng đèn điện thường (có dây tóc bị đốt nóng) hay phích nước chỉ đòi
hỏi độ chân không từ 10-2 đến 10-3 mmHg thì người ta cho chạy loại bơm dầu còn đối với
13


việc sản xuất các đèn ống (đền huỳnh quang) đòi hỏi độ chân không cao hơn (khoảng từ 3
đến 10-4 mmHg) thì người ta đã sử dụng loại bơm khuếch tán hơi dầu với sự cộng tác của
bơm dầu.

Hình 7: Sơ đồ của áp kế nhiệt
điện.

V.

Ứng dụng áp

suất thấp

1 Công nghệ phun

sương áp suất thấp

Biện pháp xử lý bụi phù
hợp đối với các cơ sở chế
biến đá xây dựng cần đáp ứng 3 tiêu chí như sau: hiệu quả dập bụi cao, không làm ướt dây
chuyền sản xuất và giảm chất lượng đá thương phẩm, tiết kiệm lượng nước tiêu hao.
Người ta đã nghiên cứu, thiết kế và thử nghiệm thành công hệ thống phun sương áp suất
thấp tiết kiệm lượng nước tiêu hao, không làm ướt băng tải, ướt sản phẩm đá, đảm bảo hiệu
quả xử lý bụi cao. Hệ thống phun sương áp suất thấp đã được áp dụng thử nghiệm thành
công tại Xí nghiệp đá Phủ Lý, Hà Nam.
Để thiết kế hệ thống phun sương, người ta đã tiến hành tính toán tổn thất trên đường ống để
lựa chọn vòi phun, công suất máy bơm và thí nghiệm công nghệ với các áp suất bơm, lưu
lượng nước khác nhau và khảo sát hiệu quả xử lý bụi tương ứng. Kết quả thí nghiệm nêu
trong bảng 1.
Bảng 1. Hiệu quả xử lý bụi bằng hệ thống phun sương áp suất thấp 6 vòi phun

Vị trí đo

Không
tưới
nước

Nồng độ bụi (mg/m3)
Tưới theo lưu lượng Q (l/ph), áp suất P (at) tương
ứng
Q=
3,66

Q = 4,2

Q = 5,7

Q = 8,4

Q = 15

P=3

P=5

P = 10

P = 20

P = 30
14


Cấp liệu :
Không có xe

6

1,27

1,0

0,89

0,7

0,61

Khi có xe

25

6,55

5,89

5,46

2,43

1,93

Đạp hàm

10,7

4,02

3,79

3,50

1,34

0,81

Đập rôto

18

6,58

5,9

5,22

1,83

0,91

Sàng rung

10

4,00

3,79

3,39

1,37

0,67

Nghiền mini

15

5,15

3,93

3,88

1,87

1,13

Trung bình

14,12

6,4

4,15

3,73

1,59

1,01

Hiệu suất (%)

-

55

71

74

89

93

Từ kết quả thí nghiệm công nghệ nêu trên, lựa chọn các thông số kĩ thuật của hệ thống phun
sương áp suất thấp như sau:
• Các vòi phun chỉ lắp đặt ở các vị trí sinh bụi nhẹ (bụi hô hấp): Đập hàm, đập trục
(đập rôto), sàng phân loại, đầu rót sản phẩm.
• Lưu lượng tối ưu của hệ thống là: 4,2 - 8,4 l/ph (lưu lượng trung bình của mỗi vòi
phun là 0,7 - 1,4 l/ph).
• Giá trị áp suất tối ưu của máy bơm là 5 - 2,0 at.
• Hiệu quả xử lý bụi đạt 71 - 89%.
Bụi đá phát sinh hầu hết các vị trí của thiết bị nghiền sàng liên hợp với hàm lượng lớn, kích
thước hạt bụi 3,3 – 10 mm chiếm phần lớn tổng lượng bụi (88 - 90%), bụi có kích thước hạt
< 3 mm chiếm một tỷ lệ không đáng kể (10 - 12%). Có thể xử lý bụi kích thước 3,3 10 mm phát sinh từ hệ thống nghiền sàng đá công nghiệp bằng hệ thống phun sương áp
suất thấp. Biện pháp này có thiết kế đơn giản, dễ vận hành, cần lượng nước không nhiều,
đem lại hiệu quả dập bụi đạt 71 - 89%.

11.Ứng dụng đồng hồ đo áp suất âm trong các ngành công nghệ thực phẩm,
cơ khí, điện tử,…
Trong công nghiệp hiện nay việc đo áp suất âm hay còn gọi là áp suất chân không không
còn xa lạ nữa và là sản phẩm rất cần thiết để kiểm tra giám sát công nghệ trong quá trình
sản xuất, dùng để đo áp suất thấp hơn áp suất khí quyển.

15

a Đồng hồ áp suất âm dạng ống Bourdon

Hình 7: Đồng hồ áp suất âm dạng ống Bourdon.

Được thiết kế bên trong là một ống cung tròn, một đầu nối với môi trường cần đo, đầu còn
lại nối với hệ thống cơ và kim chỉ thị đo áp suất kế (áp suất chân không).

f. Đồng hồ áp suất âm dạng màng
Là dạng áp kế có màng ngăn cách ly ở giữa môi trường
cần đo áp suất và áp kế. Màng ngăn là màng trung gian
nhận trực tiếp áp suất từ môi trường đo và tác động trực
tiếp lên áp kế.
Đồng hồ áp suất dạng màng thường dùng trong môi
trường nước thải, nước dầu, được ứng dụng rộng rãi
trong các nhà máy lọc nước, hó chất, thủy điện,...

Hình 8: Đồng hồ áp suất âm dạng màng.

16


g. Đồng hồ áp suất âm dạng điện dung
Là loại áp kế hoạt động dựa trên nguyên tắc đo điện
dung 2 bản cực của tụ, một bản cực được kết vào
màng, bản còn lại được cố định. Áp suất đo dựa vào
giá trị điện dung của tụ điện, khi áp suất thay đổi sẽ
kéo theo sự thay đổi của điện dung.

Hình 9: Đồng hồ áp suất âm dạng điện dung.

12.Quạt li tâm áp suất

thấp

a Ứng dụng:
Quạt ly tâm áp suất thấp kiểu CF.4-70 được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực như:
•

Lắp đặt cho các công trình cấp dưỡng khí, thông gió và phục vụ điều hòa không khí.

•

Hút độc, hút thải khói cho các nhà bếp nấu ăn.

•

Tải nhiệt phục vụ công nghệ sấy và chế biến nông sản.

h. Đặc tính kỹ thuật:
•

Đường kính guồng cách (mm): 320 – 1250.

•

Tốc độ (vòng/phút): 325 – 2,900.

•

Công suất động cơ (kW): 0,27 – 40.

•

Lưu lượng (m³/h): 1500 – 61,200.

•

Áp suất toàn phần (Pa): 220 – 2000.

•

Nhiệt độ dòng khí cho phép (°C): < 200.

17


VI.

Tài liệu tham khảo:

1. Vật lý phân tử và nhiệt học Lê Văn.
2. NCEES (2011). Fundamentals of Engineering: Supplied Reference Handbook.

Clemson, SC: NCEES. tr. 64. ISBN 978-1-932613-59-9.
3. ^ Finnemore, John, E. and Joseph B. Franzini (2002). Fluid Mechanics: With

Engineering Applications. New York: McGraw Hill, Inc. tr. 14–29. ISBN 978-0-07243202-2.
4. Đánh giá tác động suy thoái môi trường và xây dựng các giải pháp cải tạo, bảo

vệ môi trường một số khu khai thác và chế biến khoáng sản trọng điểm của Việt
Nam, giai đoạn 1996 - 1998. Báo cáo tổng kết dự án ĐTCB về khoáng sản và
môi trường. Hà Nội 1999.
5. Nguyên Xuân Tặng, Các biện pháp xử lý ô nhiễm bụi do khai thác, chế biến đá
xây dựng. Tạp chí Công nghiệp Mỏ, số 1 - 2005, tr 14 - 16.
6. />
18