קוויטציה של משאבה: תיאוריה וחישוב
סקירה כללית של תופעת הקוויטציה
לחץ אידוי הנוזל הוא לחץ האידוי של נוזל (לחץ אדים רווי). לחץ האידוי של הנוזל קשור לטמפרטורה. ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, לחץ האידוי גדול יותר. לחץ האידוי של מים נקיים בטמפרטורת חדר של 20℃ הוא 233.8Pa. בעוד שלחץ האידוי של מים ב-100℃ הוא 101296Pa. לכן, מים נקיים בטמפרטורת החדר (20℃) מתחילים להתאדות כשהלחץ יורד ל-233.8Pa.
כאשר לחץ הנוזל מופחת ללחץ האידוי בטמפרטורה מסוימת, הנוזל יפיק בועות, מה שנקרא cavitation. עם זאת, האדים שבבועה הם למעשה לא קיטור לחלוטין, אלא מכיל גם גז (בעיקר אוויר) בצורה של פירוק או גרעין.
כאשר בועות שנוצרות במהלך הקוויטציה זורמות ללחץ גבוה, נפחן יורד ואף מתפוצץ. תופעה זו שבה בועות נעלמות בנוזל עקב עליית לחץ נקראת קריסת cavitation.
תופעת הקוויטציה במשאבה
כאשר המשאבה פועלת, אם האזור המקומי של החלק הגלום שלה (בדרך כלל איפשהו מאחורי כניסת להב האימפלר). מסיבה כלשהי, כאשר הלחץ המוחלט של הנוזל הנשאב יורד ללחץ האידוי בטמפרטורה הנוכחית, הנוזל מתחיל להתאדות שם, יוצר אדים ויוצרים בועות. הבועות הללו זורמות קדימה עם הנוזל, וכשהן מגיעות ללחץ גבוה מסוים, נוזל הלחץ הגבוה סביב הבועות מאלץ את הבועות להתכווץ בחדות ואף להתפוצץ. כאשר הבועה מתפוצצת, חלקיקי נוזלים ימלאו את החלל במהירות גבוהה ויתנגשו זה בזה כדי ליצור פטיש מים. תופעה זו תגרום לנזקי קורוזיה לרכיבי זרם היתר כאשר היא מתרחשת על הקיר המוצק.
תהליך זה הוא תהליך הקוויטציה של המשאבה.
השפעת קוויטציה במשאבה
לייצר רעש ורעידות
נזקי קורוזיה של רכיבי זרם יתר
ירידה בביצועים
משוואה בסיסית של קוויטציה של משאבה
קצבת cavitation NPSHr-Pump נקראת גם קצבת cavitation הכרחי, והיא נקראת הכרחי ראש חיובי נטו בחו"ל.
NPSHa- קצבת הקוויטציה של המכשיר נקראת גם קצבת הקוויטציה האפקטיבית, הניתנת על ידי מכשיר היניקה. ככל שה-NPSHA גדול יותר, כך קטן הסיכוי שהמשאבה תתקע. NPSHa יורד עם הגידול בתנועה.
הקשר בין NPSHa ל-NPSHr כאשר הזרימה משתנה
שיטת חישוב של קוויטציה במכשיר
hg=Pc/ρg－hc－Pv/ρg－[NPSH]
[NPSH]-הקצבה מותרת לקוויטציה
[NPSH] = (1.1 ~ 1.5) NPSHr
כאשר קצב הזרימה גדול, קח ערך גדול, וכאשר קצב הזרימה קטן, קח ערך קטן.
זמן פרסום: 22 בינואר 2024