Uvod u uobičajene pojmove za pumpe (6) – Teorija kavitacije pumpe

Kavitacija pumpe: teorija i proračun

Pregled fenomena kavitacije
Pritisak isparavanja tečnosti je pritisak isparavanja tečnosti (pritisak zasićene pare). Pritisak isparavanja tečnosti povezan je sa temperaturom. Što je temperatura viša, to je veći pritisak isparavanja. Pritisak isparavanja čiste vode na sobnoj temperaturi od 20℃ je 233,8Pa. Dok je pritisak isparavanja vode na 100℃ 101296Pa. Stoga, čista voda na sobnoj temperaturi (20℃) počinje da isparava kada pritisak padne na 233,8Pa.
Kada se pritisak tečnosti smanji na pritisak isparavanja na određenoj temperaturi, tečnost će proizvesti mehuriće, što se naziva kavitacija. Međutim, para u mjehuru zapravo nije u potpunosti para, već sadrži i plin (uglavnom zrak) u obliku rastvaranja ili jezgra.
Kada mjehurići nastali tijekom kavitacije dođu do visokog tlaka, njihov volumen se smanjuje, pa čak i puca. Ova pojava da mehurići nestaju u tečnosti usled porasta pritiska naziva se kavitacioni kolaps.

Fenomen kavitacije u pumpi
Kada je pumpa u radu, ako je lokalna oblast njenog prelivnog dela (obično negde iza ulaza lopatice radnog kola). Iz nekog razloga, kada apsolutni pritisak pumpane tečnosti padne na pritisak isparavanja na trenutnoj temperaturi, tečnost tamo počinje da isparava, stvarajući paru i formirajući mehuriće. Ovi mjehurići teku naprijed s tekućinom, a kada dostignu određeni visoki tlak, tekućina pod visokim pritiskom oko mjehurića prisiljava mjehuriće da se naglo skupljaju, pa čak i pucaju. Kada mjehur pukne, čestice tekućine će velikom brzinom ispuniti šupljinu i sudarati se jedna s drugom i formiraju vodeni čekić. Ova pojava će uzrokovati korozijsko oštećenje komponenti prenapona kada se pojavi na čvrstom zidu.
Ovaj proces je proces kavitacije pumpe.

Utjecaj kavitacije pumpe
Proizvodi buku i vibracije
Oštećenja od korozije prekostrujnih komponenti
Degradacija performansi