کاویتاسیون پمپ: تئوری و محاسبات
مروری بر پدیده کاویتاسیون
فشار تبخیر مایع، فشار تبخیر مایع (فشار بخار اشباع) است. فشار تبخیر مایع به دما مربوط میشود. هرچه دما بالاتر باشد، فشار تبخیر بیشتر است. فشار تبخیر آب تمیز در دمای اتاق 20 درجه سانتیگراد 233.8 پاسکال است. در حالی که فشار تبخیر آب در دمای 100 درجه سانتیگراد 101296 پاسکال است. بنابراین، آب تمیز در دمای اتاق (20 درجه سانتیگراد) هنگامی که فشار به 233.8 پاسکال کاهش مییابد، شروع به تبخیر میکند.
وقتی فشار مایع در دمای معینی به فشار تبخیر کاهش مییابد، مایع حبابهایی تولید میکند که کاویتاسیون نامیده میشود. با این حال، بخار موجود در حباب در واقع کاملاً بخار نیست، بلکه حاوی گاز (عمدتاً هوا) به شکل انحلال یا هسته نیز هست.
وقتی حبابهای تولید شده در طول کاویتاسیون به فشار بالا میرسند، حجم آنها کاهش مییابد و حتی میترکد. این پدیده که حبابها به دلیل افزایش فشار در مایع ناپدید میشوند، فروپاشی کاویتاسیون نامیده میشود.
پدیده کاویتاسیون در پمپ
وقتی پمپ در حال کار است، اگر ناحیه محلی قسمت سرریز آن (معمولاً جایی پشت ورودی تیغه پروانه) باشد. به دلایلی، وقتی فشار مطلق مایع پمپ شده به فشار تبخیر در دمای فعلی کاهش مییابد، مایع در آنجا شروع به تبخیر میکند و بخار تولید میکند و حباب تشکیل میدهد. این حبابها با مایع به جلو حرکت میکنند و وقتی به فشار بالای خاصی میرسند، مایع پرفشار اطراف حبابها، حبابها را مجبور به انقباض شدید و حتی ترکیدن میکند. وقتی حباب میترکد، ذرات مایع با سرعت بالا حفره را پر میکنند و با یکدیگر برخورد میکنند تا ضربه قوچ تشکیل شود. این پدیده وقتی روی دیواره جامد رخ میدهد، باعث آسیب خوردگی به اجزای جریان بیش از حد میشود.
این فرآیند، فرآیند کاویتاسیون پمپ است.
تأثیر کاویتاسیون پمپ
تولید صدا و لرزش
آسیب خوردگی اجزای جریان بیش از حد
تخریب عملکرد
معادله اساسی کاویتاسیون پمپ
مقدار مجاز کاویتاسیون پمپ NPSHr، مقدار مجاز کاویتاسیون ضروری نیز نامیده میشود و در خارج از کشور، هد مثبت خالص لازم نامیده میشود.
NPSHa - مقدار مجاز کاویتاسیون دستگاه، مقدار مجاز کاویتاسیون مؤثر نیز نامیده میشود که توسط دستگاه مکش تأمین میشود. هرچه NPSHA بیشتر باشد، احتمال کاویتاسیون پمپ کمتر است. NPSHa با افزایش ترافیک کاهش مییابد.
رابطه بین NPSHa و NPSHr هنگام تغییر جریان
روش محاسبه کاویتاسیون دستگاه
hg=Pc/ρg−hc−Pv/ρg−[NPSH]
[NPSH] - مقدار مجاز کاویتاسیون
[NPSH] = (1.1 ~ 1.5) NPSHr
وقتی دبی جریان زیاد است، مقدار بزرگ و وقتی دبی جریان کم است، مقدار کوچک را در نظر بگیرید.
زمان ارسال: ۲۲ ژانویه ۲۰۲۴