Bơm tia hơi tạo vùng áp suất thấp mà không có cánh quay bằng cách nào?
Khám phá mở rộng – Vật lý 12
Hơi nước có áp suất được giãn nở qua vòi phun thành tia nhanh, cuốn khí từ nhánh hút vào vùng trộn. Hỗn hợp qua bộ khuếch tán để chuyển một phần năng lượng chuyển động thành áp suất đủ thoát ra phía xả. Nhờ đưa khí ra liên tục, thiết bị có thể duy trì áp suất thấp ở phía cần hút.
Không có cánh quay nhưng vẫn có nguồn cấp công
Hơi dẫn động mang năng lượng từ hệ tạo và cấp hơi. Vòi phun tổ chức việc chuyển năng lượng của dòng sang vận tốc, còn vùng trộn trao đổi động lượng với khí bị cuốn theo.
Đó không phải một vùng chân không tồn tại độc lập rồi kéo mọi thứ vào. Muốn duy trì trạng thái, lượng khí vào và khả năng vận chuyển ra của thiết bị phải phù hợp. Rò khí quá lớn hoặc điều kiện cấp hơi không đúng có thể làm áp suất thay đổi.
Vì sao còn cần bộ khuếch tán?
Cuốn được khí vào dòng nhanh chưa đủ nếu hỗn hợp không thể thoát về nơi có áp suất phía sau. Bộ khuếch tán có hình học phù hợp giúp giảm vận tốc và phục hồi một phần áp suất.
Có tổn hao do trộn và các quá trình dòng chảy thật, nên không phải toàn bộ động năng đều biến lại thành áp suất hữu ích. Cũng không thể lấy một công thức Bernoulli không nén được rồi áp nguyên xi cho mọi vùng của dòng hơi tốc độ cao.
Hút và nén là hai phía của cùng nhiệm vụ
Ví dụ, một công đoạn cần lấy khí không ngưng ra khỏi thiết bị có thể dùng ejector phù hợp. Nó lấy khí từ vùng áp suất thấp rồi đưa cùng hơi dẫn động tới phía xả có điều kiện đã định.
Một tầng có miền làm việc hữu hạn. Các hệ nhiều tầng và ngưng tụ trung gian có thể phục vụ yêu cầu khác, nhưng số tầng nhiều hơn không tự làm khả năng hút vô hạn hay không tiêu thụ hơi.
Hiểu lầm: vì thiết bị không có động cơ gắn ngay trên thân nên nó tạo chân không miễn phí. Năng lượng và chi phí đã nằm trong dòng hơi dẫn động.
Ghi nhớ: vòi phun tạo tia, tia cuốn và trao động lượng, bộ khuếch tán giúp xả; chức năng phụ thuộc cả đầu hút lẫn áp suất phía sau.
Đọc thêm
- Bình phun dùng luồng khí kéo chất lỏng lên và tách giọt như thế nào?
- Bơm chân không cánh gạt chuyển khí ra ngoài bằng các khoang đổi thể tích ra sao?