کاویتاسیون چیست؟


کاویتاسیون در لغت از کلمه Cavity به معنای حفره آمده و منظور از کاویتاسیون ایجاد حفره یا حفره‌زایی است. در صورت وقوع این پدیده یکی از خسارات آن ایجاد خوردگی و حفره روی بدنه پروانه و پوسته پمپ است. پیش از توضیح پدیده کاویتاسیون لازم است اشاره‌ای به نقطه جوش و فشار بخار مایعات صورت گیرد. نقطه جوش مایعات به فشاری که مایع در آن قرار دارد بستگی دارد. مثلا آب در فشار یک آتمسفر در دمای 100 درجه سانتیگراد می‌جوشد که این دما در فشار 5/0 آتمسفر درحدود 80 درجه است.
ممکن است در داخل پمپ شرایطی بوجود آید به شکلی که در دمای موجود با توجه به کاهش فشاری که ایجاد شده، سیال بجوشد. این پدیده در صورت وقوع در ابتدای پره در داخل پروانه رخ می‌دهد. تبدیل مایع به حباب‌های بخار همراه با افزایش حجم ناگهانی همراه است (دانسیته مایع بیش از 1000 برابر دانسیته بخار در این شرایط است). حباب تشکیل شده با سرعت زیادی به جلو هدایت می‌شود. در نیمه دوم پره با افزایش فشار سیال شرایط از حالت اشباع به حالت مایع فشرده بر می‌گردد و طی پدیده پیچیده‌ای حباب بخار سقوط کرده و ضمن تقطیر شدن با سرعت زیاد (تا 50 متر برثانیه) به اطراف برخورد می‌کند. قطرات سیال که با این سرعت به اطراف برخورد می‌کنند، دارای ممنتوم بسیار بالایی هستند به طوری که نیروی وارد شده از طرف این ذرات بر دیواره‌ی پروانه قادر است قسمتی از بدنه پروانه را کنده و بر روی آن ایجاد حفره کند.
کم‌تر فلزی در برابر این نیرو مقاومت می‌کند، آلیاژهای فولاد-کرم مقاومت بهتری در مقابل این پدیده از خود نشان داده‌اند. این پدیده معمولا با ایجاد سر و صدا نیز همراه است که فرکانس آن به MHZ1  می‌رسد به این صدا اصطلاحا صدای سفید گفته می‌شود. می‌توان از طریق اندازه گیری صدا بروز کاویتاسیون را تشخیص داد.

همانطور که پیش‌تر اشاره شد فلزات نمی‌توانند در مقابل کاویتاسیون مقاومت کنند. بهترین آلیاژ برای این منظور عبارتند از فولاد ضد زنگ، فولاد با 13% کرم، فولاد معمولی، برنز معمولی و بالاخره چدن که به ترتیب بر اساس بالاترین مقاومت به پایین فهرست شده اند. چنانچه کاویتاسیون در پمپی رخ دهد برای قطع آن یا دبی عبوری از پمپ یا دور پمپ کاهش داده می‌شود. البته در بسیاری از نقاط منحنی مشخصه پمپ، کاویتاسیون جزیی وجود دارد وطبق استاندارد بین المللی تا 3% اطراف نقطه بیش‌ترین راندمان، کاویتاسیون نداریم ولی خارج از این ناحیه کاویتاسیون با شدت کم وجود دارد. می‌توان وقوع کاویتاسیون و نحوه تاثیر آن را بر منحنی مشخصه وعملکرد پمپ را از طریق آزمایش ملاحظه کرد. اگر چنانچه شیر ورودی پمپ را به آرامی ببندیم، در جایی مشاهده می‌شود که ضمن پیدایش صدا منحنی مشخصه پمپ ناگهان افت می‌کند. در این وضعیت پمپ در حالت کاویتاسیون بوده و نقطه عملکرد پایدار نمیباشد.


هد خالص مثبت مکش (NPSH)
جهت کنترل پدیده کاویتاسیون و برقراری شرایط عدم وجود کاویتاسیون از پارامتری به نام  NPSH استفاده می‌شود. منظور از این پارامتر، هد خالص مثبت مکش می‌باشد. به جای این که نقطه حداقل فشار در داخل پروانه بررسی شود، مقدار هد خالص در قبل از پمپ بررسی می‌گردد و کارخانه‌ی سازنده پیش بینی لازم برای افت از ورود پمپ تا نقطه حداقل فشار در داخل پروانه را انجام می‌دهد.

2020 © Copyright - almaatech.ir