A szivattyú kavitációja: elmélet és számítás
A kavitációs jelenség áttekintése
A folyadék párolgási nyomása a folyadék párolgási nyomása (telített gőznyomás). A folyadék párolgási nyomása összefügg a hőmérséklettel. Minél magasabb a hőmérséklet, annál nagyobb a párolgási nyomás. A tiszta víz párolgási nyomása 20 °C-os szobahőmérsékleten 233,8 Pa. Míg a víz párolgási nyomása 100 °C-on 101296 Pa. Ezért a tiszta víz szobahőmérsékleten (20 °C) akkor kezd el párologni, amikor a nyomás 233,8 Pa-ra csökken.
Amikor a folyadék nyomása egy bizonyos hőmérsékleten a párolgási nyomásra csökken, a folyadék buborékokat képez, ezt kavitációnak nevezik. A buborékban lévő gőz azonban valójában nem teljesen gőz, hanem gázt (főleg levegőt) is tartalmaz oldott anyag vagy mag formájában.
Amikor a kavitáció során keletkező buborékok nagy nyomás alá kerülnek, térfogatuk csökken, sőt kipukkadhatnak. Ezt a jelenséget, amikor a buborékok a nyomásemelkedés miatt eltűnnek a folyadékban, kavitációs összeomlásnak nevezik.
A kavitáció jelensége a szivattyúban
Amikor a szivattyú működik, ha a túlfolyó része (általában valahol a járókerék lapátjának bemenete mögött) valamilyen oknál fogva, amikor a szivattyúzott folyadék abszolút nyomása lecsökken az aktuális hőmérsékleten érvényes párolgási nyomásra, a folyadék ott elkezd párologni, gőzt fejlesztve és buborékokat képezve. Ezek a buborékok a folyadékkal együtt áramlanak, és amikor elérik egy bizonyos magas nyomást, a buborékok körüli nagynyomású folyadék hirtelen összehúzódásra, sőt kipukkadásra kényszeríti a buborékokat. Amikor a buborék kipukkad, a folyadékrészecskék nagy sebességgel kitöltik az üreget, és egymásnak ütközve vízütést hoznak létre. Ez a jelenség korróziós károsodást okozhat a túláram alkatrészekben, amikor a szilárd falon jelentkezik.
Ez a folyamat a szivattyú kavitációs folyamata.
A szivattyú kavitációjának hatása
Zajt és rezgést kelt
Túláramú alkatrészek korróziós károsodása
Teljesítménycsökkenés
Szivattyú kavitáció alapegyenlete
Az NPSHr-szivattyú kavitációs ráhagyását szükséges kavitációs ráhagyásnak, illetve szükséges nettó pozitív nyomáskülönbségnek is nevezik.
NPSHa – A készülék kavitációs tűréshatárát effektív kavitációs tűréshatárnak is nevezik, amelyet a szívóberendezés biztosít. Minél nagyobb az NPSHA, annál kisebb a valószínűsége a szivattyú kavitációjának. Az NPSHa a forgalom növekedésével csökken.
Az NPSHa és az NPSHr közötti kapcsolat az áramlás változása esetén
Az eszköz kavitációjának számítási módszere
hg=Pc/ρg－hc－Pv/ρg－[NPSH]
[NPSH] – Megengedett kavitációs tűrés
[NPSH] = (1,1 ~ 1,5) NPSHr
Nagy áramlási sebesség esetén nagy értéket, kicsi áramlási sebesség esetén pedig kis értéket vegyél fel.
Közzététel ideje: 2024. január 22.