Khí nén là nguồn năng lượng được sử dụng phổ biến trong cuộc sống hàng ngày cũng như trong quá trình sản xuất. Vậy bạn có biết khí nén được hình thành và phát triển từ bao giờ không? Cùng tìm hiểu về quá trình hình thành và các giai đoạn phát triển của khí nén đi cùng với sự phát triển của con người như thế nào?
Quá trình phát triển của khí nén
Khí nén được sử dụng trong ngành công nghiệp như một loại năng lượng có thể tái sử dụng được nhiều lần. Nguồn năng lượng này phát triển dài từ khi hình thành con người đến hiện tại và tương lai. Để chứng minh cho điều này hãy cùng tìm hiểu lịch sử của khí nén và con người có sự liên kết như thế nào?
Khí nén trong lịch sử con người thời cổ đại
Khi con người ở giai đoạn tiền sử đã biết tạo ra lửa để làm chín thực phẩm. Từ đó là minh chứng cho việc sử dụng khí nén ứng dụng vào cuộc sống con người. Và lá phổi trong cơ thể người làm nhiệm vụ như một máy nén khí giúp tạo ra nguồn sống cho cơ thể người.
Đến giai đoạn đồ đông con người lại sử dụng nhiệt làm các đồ như dao, kéo, đất nung, gốm sứ… Và lửa chính là tác nhân giúp quá trình nung chảy và nung nấu các vật liệu thành công cụ hữu ích. Và để tạo nguồn lửa cháy đều con người đã biết sử dụng máy nén khí để đáp ứng nhu cầu sản xuất và vận hành. Và nhiều công việc sau này của con người đã chứng minh sự xuất hiện của công cụ thổi khí thô sơ đã xuất hiện.
Vào cuối những năm 1500 TCN ống thổi khí bằng chân ra đời và tạo tiền đề cho việc ứng dụng khí nén rộng rãi hơn vào quy trình sản xuất của con người trong các lĩnh vực luyện kim, nung nấu…
Sự phát triển của khí nén ở giai đoạn cận đại
Vào những năm từ thế kỷ thứ nhất sau CN nhà toán học Hero xứ Alexandria đã nhắc đến những phát minh về hơi nước, gió. Tuy nhiên trong quá trình nghiên cứu khoa học chưa đủ trang thiết bị cùng nhiều nguyên nhân xã hội đã khiến khí nén không được ứng dụng nhiều vào thực tiễn.
Đến cuối thế kỷ 17 một nhà vật lý người Đức đã nghiên cứu thành công máy bơm chân không. Từ đây đánh dấu bước đầu tiên cho sự phát triển mạnh mẽ của khí nén trong ngành công nghiệp. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp thì các thiết bị máy móc khí nén dần ra đời vào là nguồn năng lượng được sử dụng nhiều trong các ngành cơ khí, sản xuất… Năm 1762, John Smeaton đã thiết kế máy thổi khí nén điều khiển bằng bánh xe nước. Sau đó John Wilkinson người Anh đã cho ra đời một bộ phận nổ công suất cao vào năm 1776. Vì thế nó được coi là tiền thân của máy nén khí ngày nay.
Vào đầu thế kỷ 19 với sự thay đổi của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 1 con người đã tận dụng nguồn khí nén rộng rãi hơn vào ngành công nghiệp và dần đi vào đời sống sinh hoạt hàng ngày. Trong đó nổi bật với những phát minh như:
Máy nén khí chạy bằng hơi nước được chế tạo khi lợi dụng sức của dòng nước để lấy khí nén nhằm tạo ra năng lượng cho máy móc hoạt động.
Những năm 1820 thì xứ Wales đã sử dụng khí nén trong xây dựng nhằm tạo ra một nhà máy nước công suất lớn.
Ứng dụng trong các phát minh lốp xe cao su rỗng bơm khí nén nhằm di chuyển êm ái hơn vào những năm 1847 do Robert William Thomson giữ bằng sáng chế hình thành nên.
Tiếp đó là khí nén được sử dụng để đào thành công con đường hầm dài của Mont Cenis (Ý – Pháp) năm 1861
Vào năm 1869 khí nén đã được sử dụng trong các dụng cụ phanh hơi cho tàu hỏa do người George Westinghouse.
Đến thế kỷ 20 là giai đoạn đánh dấu sự phát triển mạnh mẽ nhất của nền công nghiệp kỹ thuật nhờ cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 2. Các thiết bị được sử dụng máy nén khí nhiều như ô tô, máy bay, tàu hỏa, mô tô…
Ngày nay với sự phát triển của con người và xã hội thì năng lượng khí nén là một phần trong cuộc sống và lao động sản xuất của con người. Nó là dạng năng lượng được đánh giá quan trọng thứ 2 sau năng lượng điện.
Khí nén là dạng năng lượng sạch sử dụng không khí xung quanh làm nguyên liệu sản xuất nên thân thiện với môi trường. Điển hình trong đó là các dụng cụ nhỏ cầm tay có thể sử dụng khí nén như các loại máy móc, thiết bị công nghiệp cỡ lớn chuyên dụng dùng để tạo ra máy nén khí, bình chứa khí nén…
Khí nén được sử dụng trong cuộc sống gần gũi như các máy bơm xe, xịt rửa xe…
Trong y tế khí nén xuất hiện trong bình oxy thở cho bệnh nhân, máy hút, máy mài…
Trong lĩnh vực hầm mỏ, dầu khí, khí nén là nguồn năng lượng điều khiển thiết bị tự động, cung cấp oxy cho công nhân làm việc trong hầm mỏ.
Khí nén trong ngành công nghiệp chế tạo: Đây là một ngành nghề cần sử dụng nhiều khí nén nhất, nó là nguồn năng lượng để điều khiển các thiết bị tự động hóa, dây chuyền sản xuất máy móc thay thế con người hoàn toàn.
Ngành dược phẩm: Khí nén là nguồn năng lượng sạch sản xuất thuốc và làm việc trong môi trường thí nghiệm.
Bên cạnh đó còn nhiều lĩnh vực sử dụng khí nén như chế tạo, xây dựng, chế biến nước giải khát…
Ở một tương lai xa ứng dụng của khí nén được sử dụng thế nào?
Hiện nay khí nén đang là nguồn năng lượng phát triển mạnh mẽ ở thời điểm hiện tại và tương lai. Song song với đó là sự phát triển mạnh mẽ hệ thống khí nén được dự trữ trong các nguồn cung cấp nhằm thực hiện các công việc sửa chữa, bảo trì, bảo dưỡng hệ thống.
Hơn nữa khí nén còn được ứng dụng nhiều trong các nhà máy xí nghiệp dây chuyền lớn để hoạt động khi có sự cố mất điện. Chính vì thế con người đang tận dụng các hầm mỏ trong lòng đất nhằm là nguồn dự trữ khí nén cho các dự án vận hành sản xuất.
Đặc biệt khí nén đang được ứng dụng trong các thiết bị điều khiển từ xa giúp con người quản lý thông tin dữ liệu về doanh nghiệp và điều chỉnh quy trình sản xuất sao cho phù hợp, kịp thời…
Khí nén đang được ứng dụng trong các ngành công nghiệp thay thế xăng dầu khi các nguồn nguyên liệu này đang tăng cao và có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường.
Khí nén còn được sử dụng trong các động cơ khí nén là dạng thiết bị giúp tiết kiệm nguồn nhiên liệu khi vận hành.
Sử dụng trong lĩnh vực đường ống như: Van điều khiển khí nén, van điện từ khí nén.v.v
Với những thông tin trong bài viết này sẽ là căn cứ giúp con người hiểu hơn về nguồn gốc và sự phát triển của khí nén trong từng giai đoạn. Có thể nói đây là nguồn năng lượng không giới hạn của con người và nó mang đến nhiều ưu điểm như an toàn, tiết kiệm cho con người.
