Uvod v običajne izraze o črpalkah (6) – Teorija kavitacije črpalk

Kavitacija črpalke: teorija in izračun

Pregled pojava kavitacije
Tlak izparevanja tekočine je tlak izparevanja tekočine (tlak nasičene pare). Tlak izparevanja tekočine je povezan s temperaturo. Višja kot je temperatura, večji je tlak izparevanja. Tlak izparevanja čiste vode pri sobni temperaturi 20 ℃ je 233,8 Pa. Tlak izparevanja vode pri 100 ℃ pa je 101296 Pa. Zato čista voda pri sobni temperaturi (20 ℃) ​​začne izparevati, ko tlak pade na 233,8 Pa.
Ko se tlak tekočine pri določeni temperaturi zniža na tlak uparjanja, tekočina proizvaja mehurčke, kar imenujemo kavitacija. Vendar pa para v mehurčku v resnici ni v celoti para, temveč vsebuje tudi plin (predvsem zrak) v obliki raztopljene snovi ali jedra.
Ko mehurčki, ki nastanejo med kavitacijo, tečejo do visokega tlaka, se njihov volumen zmanjša in celo počijo. Ta pojav, ko mehurčki v tekočini izginejo zaradi naraščanja tlaka, se imenuje kavitacijski kolaps.

Pojav kavitacije v črpalki
Ko črpalka deluje, če se lokalno območje njenega prelivnega dela (običajno nekje za vhodom v lopatico rotorja) iz nekega razloga, ko absolutni tlak črpane tekočine pade na tlak uparjanja pri trenutni temperaturi, se tekočina tam začne uparjati, pri čemer nastaja para in mehurčki. Ti mehurčki tečejo naprej s tekočino in ko dosežejo določen visok tlak, visokotlačna tekočina okoli mehurčkov prisili mehurčke, da se močno skrčijo in celo počijo. Ko mehurček poči, delci tekočine z veliko hitrostjo napolnijo votlino in trčijo drug v drugega, kar tvori vodni udar. Ta pojav bo povzročil korozijsko poškodbo komponent zaradi preobremenitve, ko se pojavi na trdni steni.
Ta postopek je postopek kavitacije črpalke.

Vpliv kavitacije črpalke
Proizvajajo hrup in vibracije
Korozijske poškodbe komponent zaradi preobremenitve
Poslabšanje zmogljivosti