קוויטציה של משאבה: תיאוריה וחישוב
סקירה כללית של תופעת הקביטציה
לחץ האידוי של הנוזל הוא לחץ האידוי של הנוזל (לחץ אדים רווי). לחץ האידוי של הנוזל קשור לטמפרטורה. ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, כך לחץ האידוי גדול יותר. לחץ האידוי של מים נקיים בטמפרטורת החדר של 20 מעלות צלזיוס הוא 233.8 פסקל. בעוד שלחץ האידוי של מים בטמפרטורה של 100 מעלות צלזיוס הוא 101296 פסקל. לכן, מים נקיים בטמפרטורת החדר (20 מעלות צלזיוס) מתחילים להתאדות כאשר הלחץ יורד ל-233.8 פסקל.
כאשר לחץ הנוזל יורד ללחץ אידוי בטמפרטורה מסוימת, הנוזל ייצר בועות, מה שנקרא קוויטציה. עם זאת, האדים בבועה אינם למעשה קיטור לחלוטין, אלא מכילים גם גז (בעיקר אוויר) בצורת התמוססות או גרעין.
כאשר בועות שנוצרות במהלך קוויטציה זורמות ללחץ גבוה, נפחן יורד ואף מתפוצץ. תופעה זו שבה בועות נעלמות בנוזל עקב עליית לחץ נקראת קריסת קוויטציה.
תופעת הקביטציה במשאבה
כאשר המשאבה פועלת, אם האזור המקומי של חלק הגלישה שלה (בדרך כלל איפשהו מאחורי פתח הכניסה של להב האימפלר). מסיבה כלשהי, כאשר הלחץ המוחלט של הנוזל הנשאב יורד ללחץ האידוי בטמפרטורה הנוכחית, הנוזל מתחיל להתאדות שם, ויוצר קיטור ויוצר בועות. בועות אלו זורמות קדימה עם הנוזל, וכאשר הן מגיעות ללחץ גבוה מסוים, הנוזל בלחץ גבוה סביב הבועות מאלץ את הבועות להתכווץ בחדות ואף להתפוצץ. כאשר הבועה מתפוצצת, חלקיקי הנוזל ימלאו את החלל במהירות גבוהה ויתנגשו זה בזה ויוצרים פטיש מים. תופעה זו תגרום נזק קורוזיה לרכיבי זרם יתר כאשר היא מתרחשת על הדופן המוצקה.
תהליך זה הוא תהליך קוויטציה של המשאבה.
השפעת קוויטציה במשאבה
לייצר רעש ורעידות
נזקי קורוזיה של רכיבי זרם יתר
ירידה בביצועים
משוואת בסיס של קוויטציה של משאבה
קצבת קוויטציה של משאבת NPSHr נקראת גם קצבת קוויטציה הכרחית, והיא נקראת ראש חיובי נטו הכרחי לחו"ל.
NPSHa - קצבת הקביטציה של המכשיר נקראת גם קצבת קביטציה אפקטיבית, המסופקת על ידי התקן היניקה. ככל ש-NPSHA גדול יותר, כך פחות סביר שהמשאבה תיצור קביטציה. NPSHa יורדת עם עלייה בתנועה.
הקשר בין NPSHa ו-NPSHr כאשר הזרימה משתנה
שיטת חישוב של קוויטציה של המכשיר
hg=Pc/ρg－hc－Pv/ρg－[NPSH]
[NPSH] - תוספת קוויטציה מותרת
[NPSH] = (1.1 ~ 1.5) NPSHr
כאשר קצב הזרימה גדול, יש לקחת ערך גדול, וכאשר קצב הזרימה קטן, יש לקחת ערך קטן.
זמן פרסום: 22 בינואר 2024