1, cavitatiefenomeen
Wanneer de druk van een vloeistof wordt verlaagd tot de verdampingsdruk bij een bepaalde temperatuur, ontstaan er belletjes in de vloeistof. Dit fenomeen van het genereren van bellen wordt cavitatie genoemd. De bellen die ontstaan tijdens cavitatie, wanneer ze onder hoge druk stromen, nemen in volume af en barsten uiteindelijk. Het fenomeen waarbij belletjes door drukstijging in de vloeistof verdwijnen, wordt cavitatie-instorting genoemd.
Als tijdens de werking van de pomp de absolute druk van de verpompte vloeistof in een plaatselijk gebied (meestal een bepaald punt later in de inlaat van het rotorblad) om de een of andere reden daalt tot de vloeistofverdampingsdruk bij die temperatuur, begint de vloeistof op die locatie te verdampen, waardoor een grote hoeveelheid stoom ontstaat en bellen worden gevormd. Wanneer de vloeistof die een groot aantal bellen bevat, door het hogedrukgebied in de waaier beweegt, zorgt de hogedrukvloeistof rond de bellen ervoor dat de bellen snel krimpen en zelfs barsten. Terwijl de bel condenseert en barst, vullen de vloeibare deeltjes de holte met hoge snelheid, waardoor een sterk waterslageffect ontstaat en het metalen oppervlak met een hoge impactfrequentie wordt getroffen. De impactstress kan honderden tot duizenden atmosfeer bereiken, en de impactfrequentie kan tienduizenden keren per seconde bereiken. In ernstige gevallen kan dit leiden tot beschadiging van de wanddikte.
Het proces waarbij bellen in de waterpomp worden gegenereerd en schade aan de stromingscomponenten wordt veroorzaakt als gevolg van het breken van de bellen, wordt cavitatie in de waterpomp genoemd. Nadat cavitatie in een waterpomp optreedt, beschadigt deze niet alleen de overstroomcomponenten, maar produceert deze ook geluid en trillingen, wat leidt tot een afname van de pompprestaties. In ernstige gevallen kan het de vloeistof in de pomp onderbreken en voorkomen dat deze goed werkt.
2, Basisrelatieformule voor pompcavitatie
De omstandigheden voor pompcavitatie worden bepaald door zowel de pomp zelf als het zuigapparaat. Daarom moet het bestuderen van de omstandigheden voor cavitatie worden overwogen vanuit zowel de pomp zelf als het zuigapparaat. De fundamentele relatie tussen pompcavitatie is
NPSHc Kleiner dan of gelijk aan NPSHr Kleiner dan of gelijk aan [NPSH] Kleiner dan of gelijk aan NPSHa
NPSHa=NPSHr (NPSHc) - Pompcavitatie begint
NPSHa>NPSHr (NPSHc) - Pomp zonder cavitatie
In de formule geldt NPSHa - cavitatietoeslag voor het apparaat, ook bekend als effectieve cavitatietoeslag: hoe groter de hoeveelheid, hoe kleiner de kans op cavitatie;
NPSHr - Pompcavitatietoeslag, ook bekend als noodzakelijke cavitatietoeslag of dynamische drukval in de pompinlaat. Hoe kleiner de NPSHr, hoe beter de anti-cavitatieprestaties;
NPSHc - kritische cavitatietoeslag, verwijst naar de cavitatietoeslag die overeenkomt met een bepaalde afname van de pompprestaties;
[NPSH] - Toegestane cavitatietoeslag is de cavitatietoeslag die wordt gebruikt om de bedrijfsomstandigheden van de pomp te bepalen, meestal genomen als [NPSH]=(1,1-1,5) NPSHc.
3, Berekening van de cavitatietoeslag van het apparaat
NPSHa=Ps/ρg+Vs/2g-Pc/ρg=Pc/ρg±hg-hc-Ps/ρg
4, Maatregelen om cavitatie te voorkomen
To prevent cavitation, it is necessary to increase NPSHa so that NPSHa>NPSHr. De maatregelen om cavitatie te voorkomen zijn als volgt:
1. Verlaag de geometrische zuighoogte Hg (of verhoog de geometrische terugstroomhoogte);
2. Om het inhalatieverlies hc te verminderen, kunnen pogingen worden gedaan om de pijpdiameter te vergroten, de lengte van de pijpleiding, bochten en accessoires, enz. te minimaliseren;
3. Voorkom langdurig gebruik onder drukke verkeersomstandigheden;
4. Bij dezelfde snelheid en stroomsnelheid vermindert het gebruik van een dubbele zuigpomp de inlaatstroomsnelheid en maakt de pomp minder gevoelig voor cavitatie;
Als er cavitatie in de pomp optreedt, moet het debiet worden verlaagd of moet het toerental tijdens bedrijf worden verlaagd;
De toestand van het pompaanzuigbad heeft een aanzienlijke invloed op de pompcavitatie;
7. Voor pompen die onder zware omstandigheden werken, kunnen anti-cavitatiematerialen worden gebruikt om cavitatieschade te voorkomen.
