1, Kavitációs jelenség
Ha egy folyadék nyomását egy bizonyos hőmérsékleten a párolgási nyomásra csökkentjük, a folyadékban buborékok keletkeznek. A buborékok képződésének ezt a jelenségét kavitációnak nevezik. A kavitáció során keletkező buborékok, amikor nagy nyomásra áramlanak, térfogatuk csökken, és végül felrobban. Azt a jelenséget, amikor a nyomásnövekedés következtében buborékok tűnnek el a folyadékban, kavitációs összeomlásnak nevezzük.
Ha a szivattyú működése során a szivattyúzott folyadék abszolút nyomása egy helyi területen (általában egy bizonyos ponttal később a járókerék lapát bemeneténél) valamilyen okból az adott hőmérsékleten lévő folyadékpárologtatási nyomásra csökken, a folyadék azon a helyen párologni kezd, nagy mennyiségű gőzt fejlesztve és buborékokat képződve. Amikor a nagyszámú buborékot tartalmazó folyadék előrehalad a járókeréken belüli magas-nyomású területen, a buborékok körüli nagynyomású folyadék{2}}a buborékok gyorsan összezsugorodnak, sőt szét is repednek. A buborék lecsapódásával és felszakadásával egy időben a folyékony részecskék nagy sebességgel töltik meg az üreget, erős vízkalapács hatást keltenek, és nagy ütközési gyakorisággal ütik a fémfelületet. Az ütközési feszültség elérheti a több száz-ezer atmoszférát, az ütközési gyakoriság pedig a másodpercenkénti tízezerszeresét. Súlyos esetekben falvastagság károsodást okozhat.
A vízszivattyúban kavitációnak nevezik azt a folyamatot, amely során a vízszivattyúban buborékok keletkeznek, és a buborékok felszakadása miatt az áramlási összetevők károsodást okoznak. A vízszivattyúban bekövetkezett kavitáció nemcsak a túláram komponenseit károsítja, hanem zajt és vibrációt is kelt, ami a szivattyú teljesítményének csökkenéséhez vezet. Súlyos esetekben megszakíthatja a folyadékot a szivattyúban, és megakadályozhatja annak megfelelő működését.
2, A szivattyú kavitációjának alapvető kapcsolati képlete
A szivattyú kavitációjának feltételeit maga a szivattyú és a szívókészülék is meghatározza. Ezért a kavitáció körülményeinek tanulmányozását magától a szivattyútól és a szívóberendezéstől is meg kell fontolni. A szivattyú kavitációja közötti alapvető kapcsolat az
NPSHc kisebb vagy egyenlő, mint NPSHr Kisebb vagy egyenlő, mint [NPSH] Kisebb vagy egyenlő, mint NPSHa
NPSHa=NPSHr (NPSHc) - A szivattyú kavitációja megkezdődik
NPSHa>NPSHr (NPSHc) - Szivattyú kavitáció nélkül
A képletben az NPSHa - eszköz kavitációs ráhagyása, más néven hatékony kavitációs ráhagyás, minél nagyobb az összeg, annál kisebb a kavitáció valószínűsége;
NPSHr - Szivattyúkavitációs ráhagyás, más néven szükséges kavitációs ráhagyás vagy a szivattyú bemeneti dinamikus nyomásesése. Minél kisebb az NPSHr, annál jobb a kavitáció elleni teljesítmény;
NPSHc - kritikus kavitációs ráhagyás: a szivattyú teljesítményének bizonyos csökkenésének megfelelő kavitációs ráhagyás;
[NPSH] - Megengedett kavitációs ráhagyás, a szivattyú működési körülményeinek meghatározására használt kavitációs ráhagyás, általában [NPSH]=(1,1-1,5) NPSHc-nek számít.
3, A készülék kavitációs ráhagyásának számítása
NPSHa=Ps/ρg+Vs/2g-Pc/ρg=Pc/ρg±hg-hc-Ps/ρg
4, Intézkedések a kavitáció megelőzésére
To prevent cavitation, it is necessary to increase NPSHa so that NPSHa>NPSHr. A kavitáció megelőzésére szolgáló intézkedések a következők:
1. Csökkentse a Hg geometriai szívási magasságot (vagy növelje a geometriai visszafolyási magasságot);
2. A hc belégzési veszteség csökkentése érdekében erőfeszítéseket lehet tenni a cső átmérőjének növelésére, a csővezeték, a hajlatok és a tartozékok hosszának minimalizálására stb.
3. Megakadályozza a hosszan tartó működést nagy forgalmi körülmények között;
4. Ugyanaz a sebesség és áramlási sebesség mellett a kettős szívószivattyú használata csökkenti a bemeneti áramlási sebességet, és kevésbé hajlamos a kavitációra;
Ha a szivattyúban kavitáció lép fel, csökkenteni kell az áramlási sebességet vagy a fordulatszámot működés közben;
A szivattyú szívómedencéjének állapota jelentős hatással van a szivattyú kavitációjára;
7. A zord körülmények között működő szivattyúknál kavitációgátló anyagok használhatók a kavitációs károsodás elkerülésére.
