Uvod v običajne izraze črpalke (6) – Teorija kavitacije črpalke

Kavitacija črpalke: teorija in izračun

Pregled pojava kavitacije
Tlak uparjanja tekočine je uparjevalni tlak tekočine (tlak nasičene pare). Izparilni tlak tekočine je povezan s temperaturo. Višja kot je temperatura, večji je uparjevalni tlak. Izparilni tlak čiste vode pri sobni temperaturi 20 ℃ je 233,8 Pa. Medtem ko je uparjevalni tlak vode pri 100 ℃ 101296 Pa. Zato začne čista voda pri sobni temperaturi (20 ℃) ​​izhlapevati, ko tlak pade na 233,8 Pa.
Ko se tlak tekočine zmanjša na tlak uparjanja pri določeni temperaturi, bo tekočina proizvedla mehurčke, kar imenujemo kavitacija. Vendar pa para v mehurčku pravzaprav ni popolnoma para, ampak vsebuje tudi plin (predvsem zrak) v obliki raztapljanja ali jedra.
Ko mehurčki, ki nastanejo med kavitacijo, tečejo do visokega tlaka, se njihov volumen zmanjša in celo poči. Ta pojav, da mehurčki izginejo v tekočini zaradi dviga tlaka, se imenuje kavitacijski kolaps.

Pojav kavitacije v črpalki
Ko črpalka deluje, če je lokalno območje njenega prelivnega dela (običajno nekje za vstopom v lopatico rotorja). Iz nekega razloga, ko absolutni tlak črpane tekočine pade na tlak uparjanja pri trenutni temperaturi, začne tekočina tam uparjati, pri čemer nastaja para in mehurčki. Ti mehurčki tečejo naprej s tekočino in ko dosežejo določen visok tlak, tekočina pod visokim pritiskom okoli mehurčkov prisili mehurčke, da se močno skrčijo in celo počijo. Ko mehurček poči, bodo delci tekočine z veliko hitrostjo napolnili votlino in trčili med seboj ter tvorili vodno kladivo. Ta pojav bo povzročil korozijsko škodo na preobremenjenih komponentah, ko se pojavi na trdni steni.
Ta proces je kavitacijski proces črpalke.

Vpliv kavitacije črpalke
Proizvajajo hrup in vibracije
Korozijska poškodba prenapetostnih komponent
Poslabšanje zmogljivosti