مقدمة لمصطلحات المضخات الشائعة (6) – نظرية تجويف المضخة

تجويف المضخة: النظرية والحساب

لمحة عامة عن ظاهرة التكهف
ضغط تبخر السائل هو ضغط تبخر السائل (ضغط البخار المشبع). يرتبط ضغط تبخر السائل بدرجة الحرارة، فكلما ارتفعت درجة الحرارة، زاد ضغط التبخر. يبلغ ضغط تبخر الماء النظيف عند درجة حرارة الغرفة (20 درجة مئوية) 233.8 باسكال، بينما يبلغ ضغط تبخر الماء عند 100 درجة مئوية 101296 باسكال. لذلك، يبدأ الماء النظيف بالتبخر عند درجة حرارة الغرفة (20 درجة مئوية) عندما ينخفض ​​الضغط إلى 233.8 باسكال.
عندما ينخفض ​​ضغط السائل إلى ضغط التبخر عند درجة حرارة معينة، ينتج السائل فقاعات، وهي ظاهرة تُعرف بالتجويف. مع ذلك، فإن البخار الموجود داخل الفقاعة ليس بخارًا خالصًا، بل يحتوي أيضًا على غاز (هواء في الغالب) على شكل نواة أو ذرات غازية.
عندما تتدفق الفقاعات المتولدة أثناء التكهف إلى ضغط عالٍ، يقل حجمها وقد تنفجر. تُعرف هذه الظاهرة، المتمثلة في اختفاء الفقاعات في السائل نتيجة ارتفاع الضغط، بانهيار التكهف.

ظاهرة التكهف في المضخة
أثناء تشغيل المضخة، قد يحدث تسرب في منطقة الفائض (عادةً ما تكون خلف مدخل ريشة المروحة). لسبب ما، عندما ينخفض ​​الضغط المطلق للسائل المضخوخ إلى ضغط التبخر عند درجة الحرارة الحالية، يبدأ السائل بالتبخر هناك، مُولِّدًا بخارًا ومُشكِّلًا فقاعات. تتدفق هذه الفقاعات مع السائل، وعندما تصل إلى ضغط عالٍ معين، يُجبرها ضغط السائل العالي المحيط بها على الانكماش بشدة، بل وقد تنفجر. عند انفجار الفقاعة، تملأ جزيئات السائل التجويف بسرعة عالية وتصطدم ببعضها مُشكِّلةً ظاهرة المطرقة المائية. تُسبِّب هذه الظاهرة تآكلًا لمكونات التيار الزائد عند حدوثها على الجدار الصلب.
هذه العملية هي عملية التكهف في المضخة.

تأثير تجويف المضخة
يُصدر ضوضاء واهتزازات
تلف المكونات المعرضة للتيار الزائد بسبب التآكل
تدهور الأداء