Áp suất chân không là gì? Định nghĩa, công thức và đơn vị đo
Áp suất chân không là đại lượng biểu thị mức áp suất thấp hơn áp suất khí quyển trong một không gian hoặc hệ thống kín. Nói đơn giản, khi áp suất bên trong một hệ thống thấp hơn áp suất môi trường bên ngoài thì hệ thống đó đang ở trạng thái chân không.
Trong thực tế, chân không tuyệt đối gần như không thể đạt được. Vì vậy, người ta thường xác định mức độ chân không dựa trên áp suất còn lại trong hệ thống. Áp suất càng thấp thì mức độ chân không càng cao.
Áp suất chân không được tính như thế nào?
Áp suất chân không có thể được xác định dựa trên sự chênh lệch giữa áp suất khí quyển và áp suất tuyệt đối:
Pᵥ = Pₐₜₘ − Pₐᵦₛ
Trong đó:
- Pᵥ: áp suất chân không.
- Pₐₜₘ: áp suất khí quyển.
- Pₐᵦₛ: áp suất tuyệt đối bên trong hệ thống.
Ở điều kiện khí quyển tiêu chuẩn, áp suất khí quyển khoảng 101,325 Pa = 101,325 kPa = 1,01325 bar = 760 mmHg.
Ví dụ: nếu áp suất tuyệt đối bên trong một đường ống là 50 kPa thì mức áp suất chân không so với khí quyển tiêu chuẩn sẽ khoảng:
101,325 − 50 = 51,325 kPa
Đơn vị đo áp suất chân không
Tùy vào thiết bị và lĩnh vực sử dụng, áp suất chân không có thể được biểu thị bằng nhiều đơn vị khác nhau, phổ biến gồm:
- Pa, kPa – đơn vị thuộc hệ SI.
- bar, mbar – thường gặp trong công nghiệp.
- Torr, mmHg – phổ biến trong các hệ thống chân không.
- inHg – thường gặp trên một số thiết bị đo theo hệ Anh/Mỹ.
- psi – sử dụng trong một số hệ thống kỹ thuật.
Phân biệt áp suất chân không và áp suất tuyệt đối
Hai khái niệm này thường dễ bị nhầm lẫn.
Áp suất tuyệt đối (Absolute Pressure) được tính từ mốc chân không tuyệt đối. Chân không tuyệt đối tương ứng với áp suất bằng 0.
Trong khi đó, áp suất chân không (Vacuum Pressure) thể hiện mức áp suất thấp hơn áp suất khí quyển.
Có thể hiểu đơn giản:
Áp suất tuyệt đối càng giảm → mức độ chân không càng tăng.
Ví dụ, khi đồng hồ đo áp suất hiển thị giá trị âm so với áp suất khí quyển, đó là dấu hiệu hệ thống đang có áp suất chân không.
Áp suất chân không được sử dụng ở đâu?
Công nghệ chân không được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như:
- Hệ thống hút chân không công nghiệp.
- Đóng gói và bảo quản thực phẩm.
- Thiết bị HVAC và điện lạnh.
- Sản xuất điện tử.
- Công nghiệp thực phẩm, dược phẩm.
- Các hệ thống bơm hút và xử lý vật liệu.
- Thiết bị, máy móc cần kiểm soát áp suất thấp.
Trong các hệ thống này, việc kiểm soát và đo chính xác áp suất chân không giúp thiết bị hoạt động ổn định và đảm bảo yêu cầu của quy trình sản xuất.
Thiết bị đo áp suất chân không
Thiết bị chuyên dụng để đo áp suất chân không thường được gọi là đồng hồ đo áp suất chân không, đồng hồ áp suất âm hoặc chân không kế.
Tùy vào yêu cầu của hệ thống, thiết bị có thể sử dụng dạng cơ hoặc điện tử, với dải đo và đơn vị hiển thị khác nhau.