Kavitasi Pompa: Teori dan Perhitungan
Gambaran umum fenomena kavitasi
Tekanan penguapan cairan adalah tekanan penguapan cairan (tekanan uap jenuh). Tekanan penguapan cairan berhubungan dengan suhu. Semakin tinggi suhu, semakin besar tekanan penguapannya. Tekanan penguapan air bersih pada suhu ruangan 20℃ adalah 233,8 Pa. Sedangkan tekanan penguapan air pada 100℃ adalah 101296 Pa. Oleh karena itu, air bersih pada suhu ruangan (20℃) mulai menguap ketika tekanannya turun menjadi 233,8 Pa.
Ketika tekanan cairan dikurangi hingga tekanan penguapan pada suhu tertentu, cairan akan menghasilkan gelembung, yang disebut kavitasi. Namun, uap dalam gelembung sebenarnya tidak sepenuhnya berupa uap air, tetapi juga mengandung gas (terutama udara) dalam bentuk pelarutan atau inti.
Ketika gelembung yang dihasilkan selama kavitasi mengalir ke tekanan tinggi, volumenya berkurang dan bahkan pecah. Fenomena hilangnya gelembung dalam cairan akibat kenaikan tekanan ini disebut kolaps kavitasi.
Fenomena kavitasi pada pompa
Saat pompa beroperasi, jika area lokal bagian luapannya (biasanya di suatu tempat di belakang saluran masuk bilah impeler) mengalami masalah, karena suatu alasan, ketika tekanan absolut cairan yang dipompa turun ke tekanan penguapan pada suhu saat ini, cairan mulai menguap di sana, menghasilkan uap dan membentuk gelembung. Gelembung-gelembung ini mengalir ke depan bersama cairan, dan ketika mencapai tekanan tinggi tertentu, cairan bertekanan tinggi di sekitar gelembung memaksa gelembung untuk menyusut tajam dan bahkan pecah. Ketika gelembung pecah, partikel cairan akan mengisi rongga dengan kecepatan tinggi dan bertabrakan satu sama lain untuk membentuk water hammer (palu air). Fenomena ini akan menyebabkan kerusakan korosi pada komponen yang teraliri arus berlebih jika terjadi pada dinding padat.
Proses ini adalah proses kavitasi pompa.
Pengaruh kavitasi pompa
Menghasilkan kebisingan dan getaran
Kerusakan korosi pada komponen arus berlebih
Penurunan kinerja
Persamaan dasar kavitasi pompa
NPSHr-Pump cavitation allowance juga disebut necessary cavitation allowance, dan di luar negeri disebut necessary net positive head.
NPSHa - Batasan kavitasi perangkat juga disebut batasan kavitasi efektif, yang disediakan oleh perangkat penghisap. Semakin besar NPSHA, semakin kecil kemungkinan pompa akan mengalami kavitasi. NPSHa menurun seiring dengan peningkatan volume aliran.
Hubungan antara NPSHa dan NPSHr ketika aliran berubah
Metode perhitungan kavitasi perangkat
hg=Pc/ρg－hc－Pv/ρg－[NPSH]
[NPSH]-Toleransi kavitasi yang diizinkan
[NPSH] = (1.1 ~ 1.5) NPSHr
Saat laju aliran besar, gunakan nilai yang besar, dan saat laju aliran kecil, gunakan nilai yang kecil.
Waktu posting: 22 Januari 2024