1, Fenomen kavitacije
Kada se tlak tekućine smanji na tlak isparavanja pri određenoj temperaturi, u tekućini se stvaraju mjehurići. Ovaj fenomen stvaranja mjehurića naziva se kavitacija. Mjehurići koji nastaju tijekom kavitacije, pri strujanju do visokog tlaka, smanjuju volumen i na kraju pucaju. Fenomen nestajanja mjehurića u tekućini zbog porasta tlaka naziva se kavitacijski kolaps.
Tijekom rada crpke, ako apsolutni tlak dizane tekućine u lokalnom području (obično određenoj točki kasnije na ulazu lopatice rotora) padne na tlak isparavanja tekućine na toj temperaturi zbog nekog razloga, tekućina počinje isparavati na tom mjestu, proizvodeći veliku količinu pare i stvarajući mjehuriće. Kada tekućina koja sadrži veliki broj mjehurića prolazi naprijed kroz područje visokog-tlaka unutar impelera, tekućina pod visokim{2}}tlakom oko mjehurića uzrokuje brzo skupljanje mjehurića, pa čak i pucanje. U isto vrijeme dok se mjehurić kondenzira i puca, čestice tekućine ispunjavaju šupljinu velikom brzinom, stvarajući snažan učinak vodenog čekića i udarajući u metalnu površinu velikom frekvencijom udara. Udarni stres može doseći stotine do tisuće atmosfera, a frekvencija udara može doseći desetke tisuća puta u sekundi. U teškim slučajevima može uzrokovati slom debljine stijenke.
Proces stvaranja mjehurića u pumpi za vodu i nanošenje oštećenja komponentama protoka zbog pucanja mjehurića naziva se kavitacija u pumpi za vodu. Nakon što se u pumpi za vodu pojavi kavitacija, ona ne samo da oštećuje komponente prekomjerne struje, već također proizvodi buku i vibracije, što dovodi do smanjenja performansi pumpe. U težim slučajevima može prekinuti protok tekućine u pumpi i spriječiti njen pravilan rad.
2, Osnovna formula odnosa za kavitaciju pumpe
Uvjete za kavitaciju pumpe određuju i sama pumpa i usisni uređaj. Stoga proučavanje uvjeta za kavitaciju treba uzeti u obzir i od same pumpe i od usisnog uređaja. Osnovni odnos između kavitacije pumpe je
NPSHc Manje ili jednako NPSHr Manje ili jednako [NPSH] Manje ili jednako NPSHa
NPSHa=NPSHr (NPSHc) - Počinje kavitacija pumpe
NPSHa>NPSHr (NPSHc) - Pumpa bez kavitacije
U formuli, NPSHa - dodatak za kavitaciju uređaja, poznat i kao efektivni dodatak za kavitaciju, što je veća količina, manja je vjerojatnost kavitacije;
NPSHr - Dodatak kavitacije pumpe, poznat i kao potreban dodatak kavitacije ili dinamički pad tlaka na ulazu pumpe. Što je manji NPSHr, to je bolji antikavitacijski učinak;
NPSHc - kritična dopuštena kavitacija, odnosi se na dopuštenu kavitaciju koja odgovara određenom smanjenju performansi pumpe;
[NPSH] - Dopušteni dodatak za kavitaciju je dodatak za kavitaciju koji se koristi za određivanje radnih uvjeta crpke, obično se uzima kao [NPSH]=(1,1-1,5) NPSHc.
3, Izračun dopuštene kavitacije uređaja
NPSHa=Ps/ρg+Vs/2g-Pc/ρg=Pc/ρg±hg-hc-Ps/ρg
4, Mjere za sprječavanje kavitacije
To prevent cavitation, it is necessary to increase NPSHa so that NPSHa>NPSHr. Mjere za sprječavanje kavitacije su sljedeće:
1. Smanjite geometrijsku visinu usisa Hg (ili povećajte geometrijsku visinu povratnog protoka);
2. Kako bi se smanjio gubitak inhalacijom hc, može se povećati promjer cijevi, minimizirati duljina cjevovoda, zavoja i pribora, itd.;
3. Spriječiti dugotrajni rad u uvjetima velikog prometa;
4. Pri istoj brzini i stopi protoka, korištenje dvostruke usisne pumpe smanjuje ulazni protok i čini crpku manje sklonom kavitaciji;
Kada dođe do kavitacije u crpki, potrebno je smanjiti protok ili smanjiti brzinu tijekom rada;
Stanje usisnog bazena pumpe ima značajan utjecaj na kavitaciju pumpe;
7. Za crpke koje rade u teškim uvjetima mogu se koristiti materijali protiv kavitacije kako bi se izbjegla oštećenja uzrokovana kavitacijom.
