Cavitation de pompe : théorie et calcul
Aperçu du phénomène de cavitation
La pression de vaporisation d'un liquide est sa pression de vapeur saturante. Cette pression est liée à la température : plus la température est élevée, plus la pression de vaporisation est importante. La pression de vaporisation de l'eau pure à température ambiante (20 °C) est de 233,8 Pa, tandis qu'à 100 °C, elle est de 101 296 Pa. Par conséquent, l'eau pure à température ambiante (20 °C) commence à se vaporiser lorsque la pression atteint 233,8 Pa.
Lorsque la pression d'un liquide est réduite à sa pression de vaporisation à une certaine température, il se forme des bulles : c'est la cavitation. Cependant, la vapeur contenue dans les bulles n'est pas entièrement composée de vapeur d'eau, mais contient également du gaz (principalement de l'air) sous forme de particules dissoutes ou de noyaux de condensation.
Lorsque les bulles générées lors de la cavitation sont soumises à une pression élevée, leur volume diminue et elles peuvent même éclater. Ce phénomène de disparition des bulles dans un liquide sous l'effet de la pression est appelé effondrement de cavitation.
Le phénomène de cavitation dans la pompe
Lorsque la pompe est en fonctionnement, dans la zone de débordement (généralement derrière l'entrée de la roue), la pression absolue du liquide pompé chute jusqu'à sa pression de vaporisation à la température ambiante. Le liquide commence alors à s'évaporer, générant de la vapeur et formant des bulles. Ces bulles se déplacent avec le liquide et, lorsqu'elles atteignent une certaine pression, la pression du liquide environnant les force à se contracter brusquement, voire à éclater. Lors de l'éclatement, les particules de liquide remplissent la cavité à grande vitesse et entrent en collision, provoquant un coup de bélier. Ce phénomène peut endommager par corrosion les composants en surintensité lorsqu'il se produit au contact d'une paroi solide.
Ce processus est le processus de cavitation de la pompe.
Influence de la cavitation de la pompe
Produire du bruit et des vibrations
Dommages causés par la corrosion des composants de surintensité
Dégradation des performances
équation de base de la cavitation des pompes
La surtaxe de cavitation de la pompe NPSHr est également appelée surtaxe de cavitation nécessaire, et elle est appelée tête positive nette nécessaire à l'étranger.
La marge de cavitation NPSHa, également appelée marge de cavitation effective, est fournie par le dispositif d'aspiration. Plus la NPSHa est élevée, moins la pompe est susceptible de caviter. La NPSHa diminue avec l'augmentation du trafic.
Relation entre NPSHa et NPSHr en cas de changement de débit
Méthode de calcul de la cavitation du dispositif
hg=Pc/ρg－hc－Pv/ρg－[NPSH]
[NPSH] - Tolérance de cavitation admissible
[NPSH] = (1,1 ~ 1,5) NPSHr
Lorsque le débit est important, prenez une valeur élevée, et lorsque le débit est faible, prenez une valeur faible.
Date de publication : 22 janvier 2024