1, Kavitačný jav
Keď sa tlak kvapaliny zníži na tlak odparovania pri určitej teplote, v kvapaline sa vytvárajú bubliny. Tento jav vytvárania bublín sa nazýva kavitácia. Bubliny vznikajúce pri kavitácii, keď prúdia na vysoký tlak, zmenšujú svoj objem a nakoniec prasknú. Fenomén miznutia bublín v kvapaline v dôsledku nárastu tlaku sa nazýva kavitačný kolaps.
Ak počas prevádzky čerpadla absolútny tlak čerpanej kvapaliny v lokálnej oblasti (zvyčajne o určitý bod neskôr na vstupe lopatky obežného kolesa) z nejakého dôvodu klesne na tlak vyparovania kvapaliny pri danej teplote, kvapalina sa začne v tomto mieste vyparovať, čím sa vytvorí veľké množstvo pary a vzniknú bubliny. Keď kvapalina obsahujúca veľké množstvo bublín prechádza dopredu cez oblasť vysokého tlaku vo vnútri obežného kolesa,- kvapalina pod vysokým tlakom okolo bublín spôsobí, že sa bubliny rýchlo zmrštia a dokonca prasknú. V rovnakom čase, ako bublina kondenzuje a praská, častice kvapaliny plnia dutinu vysokou rýchlosťou, vytvárajúc silný efekt vodného rázu a narážajú na kovový povrch pri vysokej frekvencii nárazov. Nárazové napätie môže dosiahnuť stovky až tisíce atmosfér a frekvencia nárazu môže dosiahnuť desaťtisíckrát za sekundu. V závažných prípadoch môže spôsobiť porušenie hrúbky steny.
Proces vytvárania bublín vo vodnom čerpadle a spôsobenie poškodenia komponentov prietoku v dôsledku prasknutia bubliny sa vo vodnom čerpadle nazýva kavitácia. Keď sa vo vodnom čerpadle vyskytne kavitácia, poškodzuje nielen nadprúdové komponenty, ale vytvára aj hluk a vibrácie, čo vedie k zníženiu výkonu čerpadla. V závažných prípadoch môže prerušiť kvapalinu v čerpadle a zabrániť jeho správnemu fungovaniu.
2, Vzorec základného vzťahu pre kavitáciu čerpadla
Podmienky pre kavitáciu čerpadla určuje samotné čerpadlo aj sacie zariadenie. Štúdium podmienok pre kavitáciu by sa preto malo zvážiť zo samotného čerpadla aj zo sacieho zariadenia. Základný vzťah medzi kavitáciou čerpadla je
NPSHc menšie alebo rovné NPSHr menšie alebo rovné [NPSH] menšie alebo rovné NPSHa
NPSHa=NPSHr (NPSHc) - Začína sa kavitácia čerpadla
NPSHa>NPSHr (NPSHc) - Čerpadlo bez kavitácie
Vo vzorci, NPSHa - povolená kavitácia zariadenia, tiež známa ako efektívna kavitačná povolenka, čím väčšie množstvo, tým menšia pravdepodobnosť kavitácie;
NPSHr - Prídavok na kavitáciu čerpadla, známy aj ako potrebný prídavok na kavitáciu alebo dynamický pokles tlaku na vstupe čerpadla. Čím menšie je NPSHr, tým lepší je antikavitačný výkon;
NPSHc - kritická tolerancia kavitácie sa vzťahuje na kavitáciu zodpovedajúcu určitému zníženiu výkonu čerpadla;
[NPSH] - Prípustná tolerancia kavitácie je povolená tolerancia kavitácie používaná na určenie prevádzkových podmienok čerpadla, zvyčajne sa berie ako [NPSH]=(1.1-1.5) NPSHc.
3, Výpočet kavitačnej dávky prístroja
NPSHa=Ps/ρg+Vs/2g-Ps/ρg=Pc/ρg±hg-hc-Ps/ρg
4, Opatrenia na zabránenie kavitácii
To prevent cavitation, it is necessary to increase NPSHa so that NPSHa>NPSHr. Opatrenia na prevenciu kavitácie sú nasledovné:
1. Znížte geometrickú výšku nasávania Hg (alebo zvýšte geometrickú výšku spätného toku);
2. Na zníženie inhalačnej straty hc je možné vyvinúť úsilie na zväčšenie priemeru potrubia, minimalizáciu dĺžky potrubia, ohybov a príslušenstva atď.;
3. Zabráňte dlhšej prevádzke v podmienkach vysokej premávky;
4. Pri rovnakej rýchlosti a prietoku, použitie dvojitého sacieho čerpadla znižuje vstupný prietok a robí čerpadlo menej náchylné na kavitáciu;
Keď sa v čerpadle vyskytne kavitácia, mal by sa znížiť prietok alebo rýchlosť počas prevádzky;
Stav sacieho bazéna čerpadla má významný vplyv na kavitáciu čerpadla;
7. Pre čerpadlá pracujúce v drsných podmienkach je možné použiť antikavitačné materiály, aby sa predišlo poškodeniu kavitácie.
