Úvod do bežných pojmov čerpadiel (6) – Teória kavitácie čerpadiel

Kavitácia čerpadla: teória a výpočet

Prehľad javu kavitácie
Tlak odparovania kvapaliny je tlak odparovania kvapaliny (tlak nasýtených pár). Tlak odparovania kvapaliny súvisí s teplotou. Čím vyššia je teplota, tým väčší je tlak odparovania. Tlak odparovania čistej vody pri izbovej teplote 20 ℃ je 233,8 Pa. Zatiaľ čo tlak odparovania vody pri 100 ℃ je 101296 Pa. Preto sa čistá voda pri izbovej teplote (20 ℃) ​​začne vyparovať, keď tlak klesne na 233,8 Pa.
Keď sa tlak kvapaliny zníži na tlak odparovania pri určitej teplote, kvapalina vytvorí bubliny, čo sa nazýva kavitácia. Para v bubline však v skutočnosti nie je úplne para, ale obsahuje aj plyn (hlavne vzduch) vo forme rozpustenia alebo zárodku.
Keď bubliny vytvorené počas kavitácie prúdia na vysoký tlak, ich objem sa zmenšuje a dokonca praskne. Tento jav, pri ktorom bubliny miznú v kvapaline v dôsledku zvýšenia tlaku, sa nazýva kavitačný kolaps.

Fenomén kavitácie v čerpadle
Keď je čerpadlo v prevádzke, ak je miestna oblasť jeho prepadovej časti (zvyčajne niekde za vstupom lopatky obežného kolesa). Z nejakého dôvodu, keď absolútny tlak čerpanej kvapaliny klesne na tlak odparovania pri aktuálnej teplote, kvapalina sa tam začne vyparovať, pričom vzniká para a tvoria sa bubliny. Tieto bubliny prúdia dopredu s kvapalinou a keď dosiahnu určitý vysoký tlak, vysokotlaková kvapalina okolo bublín núti bubliny sa prudko zmršťovať a dokonca prasknúť. Keď bublina praskne, častice kvapaliny naplnia dutinu vysokou rýchlosťou a navzájom sa zrazia, aby vytvorili vodné kladivo. Tento jav spôsobí poškodenie nadprúdových komponentov koróziou, keď sa vyskytne na pevnej stene.
Tento proces je proces kavitácie čerpadla.

Vplyv kavitácie čerpadla
Produkovať hluk a vibrácie
Poškodenie nadprúdových komponentov koróziou
Zhoršenie výkonu