کاویتاسیون چیست

اگر نمی دانید کاویتاسیون چیست و به دنبال علت ایجاد کاویتاسیون در پمپ های سانتریفیوژ هستید، حتما این مقاله را تا انتهای بخوانید. در این مقاله راه های جلوگیری از کاویتاسیون در پمپ را بررسی خواهیم کرد.

برای دریافت مشاوره در این خصوص و مشاره خرید پمپ آب حتما با ما تماس بگیرید. 02133997522 | 02133997661 | 09121882140

پیشنهاد مطالعه: برای درک بهتر این مقاله خواندن مقاله محاسبه فشار آب در لوله پیشنهاد می شود. همچنین برای انتخاب یک پمپ مناسب حتما مقاله  انتخاب پمپ آب ساختمان را مطالعه کنید.

کاویتاسیون در محلی شروع میشود که در آن سرعت مایع زیاد شده و در نتیجه فشار کاهش می یابد این کاهش فشار در سیال تا حد فشار اشباع باعث ایجاد جوشش در مایع میگردد.

اگر در یک سیال فشار درون آن در درجه حرارت محیط کاهش یابد، تشکیل فاز بخار در مایع صورت میگیرد، که این پدیده را به نام کاویتاسیون یا کچلی می شناسند. ایجاد این پدیده در جریان مایعات ممکن است، باعث ایجاد ضربه قوچ گردد.

در توربو ماشینهای آبی در جایی که سیال شتاب می گیرد امکان ایجاد کاویتاسیون وجود دارد. این پدیده در پمپ ها در نوک پره و در ناحیه ورودی اتفاق می افتد. از جمله اثرات این پدیده ایجاد سایش بر روی پره می باشد سیال متحرک و بخار تشکیل شده، در روی پره متحرک تحت فشار زیاد قرار گرفته و لذا حبابهای بخار می ترکند در نتیجه یک حجم خالی توسط سیال از هر طرف پر خواهد شد. باید توجه داشت که در اثر ترکیدن حبابهای بخار، میزان حجم مخصوص آنها کاهش می یابد.

لذا در طراحی یک پمپ باید پدیده کاویتاسیون بطور جدی مورد توجه قرارگیرد. برای اینکه بتوان از این پدیده جلوگیری کرد باید هد پمپ در محاسبات از دقت کافی  برخوردار باشد و پمپ در ارتفاع پایین تر از سطح آزاد آب نصب شود.

پیشنهاد ویژه: برای کمک به افت فشار و جلوگیری از سرریز شدن آب از تیوپ پمپ آب و البته منبع تحت فشار استفاده کنید.

کاویتاسیون چیست

با توجه به گفته های بالا در رابطه با کاویتاسیون، برای پاسخ به سوال اینکه کاویتاسیون چیست باید بگوییم، پدیده کاویتاسیون معمولا در پمپ آب های گریز مرکز رخ میدهد، کاویتاسیون فرآیندی می باشد که طی آن، در ناحیه‌ای از مایع با فشار پایین حباب بخار شکل می‌گیرد.

در واقع میتوان گفت کاویتاسیون پدیده‌ای است که در آن کاهش فشار باعث تبخیر موضعی مایع و ایجاد حباب‌هایی شود. این پدیده در پروانهٔ پمپ آب ها، اژدرها و پمپ‌های سانتریفیوژ و سرریز سدها رخ می‌دهد.

در این پدیده که معمولاً در مایعات با حرکت متلاطم به دلیل اختلاف فشار در مایع رخ می‌دهد، فشار موضعی کم‌تر از فشار بخار مایع می‌شود. این امر باعث می‌شود تا مثلاً آب که در شرایط متعارف در ۱۰۰ درجه سانتیگراد شکل گازی پیدا می‌کند در دماهایی پایین‌تر زودتر به صورت گاز درآید.

حباب‌های گازی ایجاد شده زمانی که دوباره به منطقه پرفشارتر وارد می‌شوند معمولاً منفجر می‌شوند. این ترکیدن حباب‌ها شوکی موج‌مانند ایجاد می‌کند که صدادار است و می‌تواند از طریق خوردگی حبابی به پروانه‌های پمپ آب آسیب برساند.

علت ایجاد کاویتاسیون
علت ایجاد کاویتاسیون

علت ایجاد کاویتاسیون

حال که با کاویتاسیون و نحوه پدید آمدن آن اشنا شدیم زمان آن رسیده است که علت ایجاد کاویتاسیون را با یکدیگر مورد بررسی قرار دهیم، علت ایجاد کاویتاسیون میتواند به موارد خاصی مرتبط باشد، به عنوان مثال هرگاه در سیستم هیدرودینامیکی (مانند پمپ‌ها، پروانه کشتی) افت فشار ایجاد گردد به‌طوری که فشار سیال به فشار بخار نزدیک شود، سیال در همان دما شروع به جوش آمدن می‌کند که منجر به ایجاد حباب‌های بخار در سیال یا همان علت ایجاد کاویتاسیون می‌گردد.

در رابطه با علت ایجاد کاویتاسیون میتوان گفت متناسب با نوع ان این دلایل متغیر می باشد، در این بخش انواع کاویتاسیون را برای شما عزیزان مورد بررسی قرار داده ایم:

  • Vortex cavitation
  • Bubble Cavitation
  • Attached Cavitation
  • Blade Cavitation
  • Partial Cavitation
  • Super cavitation
  • Backflow Cavitation

انواع پدیده کاویتاسیون عبارت اند از:

  • کاویتاسیون حبابی
  • کاویتاسیون پره
  • کاویتاسیون بن پروانه
  • کاویتاسیون ابری
  • کاویتاسیون محفظه ی پروانه
  • کاویتاسیون نوک گردابه
  • کاویتاسیون میانه گردابه

کاربرد کاویتاسیون

اکنون زمان آن رسیده است که کاربرد کاویتاسیون را با یکدیگر مورد بررسی قرار دهیم، میتوان گفت یکی از کاربرد های مهم پدیده کاویتاسیون تخریب بسیاری از سیستم ها و تجهیزات پایپینگ و انوع شیرآلات صنعتی می باشد، کاویتاسیون می تواند در تخریب سیستم های آبی و توربوماشین ها مهم ترین نقش را ایفا کنند.

فواید کاویتاسیون

حال که با کاربرد کاویتاسیون آشنا شدیم میتوانیم در رابطه با فواید کاویتاسیون صحبت کنیم، از جمله فواید کاویتاسیون این می باشد که در صنعت پزشکی از پدیدیه کاویتاسیون برای تخریب سنگ کلیه استفاده میکنند، پدیده کاویتاسیون معمولا در صنایع شیمیایی، خوراکی و پزشکی بیشترین فواید رادارد.

در صنایع شیمیایی از کاویتاسیون برای همگن سازی مواد استفاده میشود، به عنوان مثال برای حل کردن چربی شیر درون مایع شیر از کاویتاسیون استفاده میشود.

پدیده کاویتاسیون در پمپ ها
پدیده کاویتاسیون در پمپ ها

پدیده کاویتاسیون در پمپ ها

پدیده کاویتاسیون در پمپ ها بر اساس تغییر فشار مایعی که از میان پروانه پمپ عبور می کند صورت میگیرد.

قسمت اول پدیده کاویتاسیون در پمپ ها، در اثر افت فشار تا زیر فشار بخار مایع در چشمی پروانه می شود، جایی که افت فشار بخار مایع چشمی پروانه بوجود می آید، این سبب می شود که حباب های بخار بوجود می آیند (به عبارت دیگر مایع می جوشد).

قسمت دوم فرآیند پدیده کاویتاسیون در پمپ ها، در اثر عمل گریز از مرکز پروانه بوجود می آید که حباب ها را به درون پره ها می راند. در اینجا حباب ها فورا فشار خود را از دست می دهند و می ترکند.

پدیده کاویتاسیون در پمپ ها هنگامی رخ می دهد که حباب های بخار شکل گرفته و همراه با پروانه حرکت کنند، با حرکت حباب های بخار در طول پره پروانه فشار اطراف حباب ها شروع به بالا رفتن و افزایش یافتن میکند.

کاویتاسیون در پمپ های سانتریفیوژ

کاویتاسیون در پمپ های سانتریفیوژ به این صورت می باشد که در پمپ های سانتریفیوژد کاویتاسیون باعث نوسانات دبی و فشار خروجی ارتعاش و خرابی اجزای داخلی پمپ میشود.

کاویتاسیون در پمپ های سانتریفیوژ با توجه به گفته های بالا، باعث میشود مقداری از سیال داخل پروانه پمپ به بخار تبدیل میشود.

زمانی که بخار ایجاد شده به همراه سیال به سمت خروجی پروانه منتقل میشود، در این جابه جایی و به دلیل هندسه و عملکرد پروانه فشار سیال دوباره افزایش میابد.

کاویتاسیون در پمپ های جابجایی مثبت

با توجه به گفته های بالا کاویتاسیون در پمپ های جابجایی مثبت از آنجا که این نوع پمپ اب ها توانایی پمپاژ مایعات لزج هستند و این یکی از مهم ترین ویژگی های این نوع پمپ ها به حساب می آید، همانطور که در مقاله ی پمپ های جابجایی مثبت گفته شدريال پمپ های جابجایی مثبت، برای ایجاد جریان آب و پمپاژ، مقداری آب را در یک محفظه حبس می کنند و با آزادسازی ناگهانی آن باعث پمپاژ می شوند. طرز کار کلی آن این است که یک حفره انبساطی در سمت مکش و یک حرفه کاهنده در سمت تخلیه و جود دارد. مایع در ابتدا به داخل حرفه مشکل وارد می شود و با فروباشی آن، مایع از حفره خارج می شود.

جلوگیری از کاویتاسیون در پمپ

در این بخش راه های جلوگیری از کاویتاسیون در پمپ را برای شما عزیزان قرار داده ایم:

اولین راه در جلوگیری از کاویتاسیون در پمپ این است که لوله و پمپ را به درستی درز گیری کنید.

چرا که وجود یک درز کوچک باعث تغییر فشار جریان آب می شود و این موضوع کمک بزرگی به ایجاد کاویتاسیون در پمپ ها می کند.
دمای پمپ اب و لوله های پمپ اب را تنظیم نگه دارید و نگذارید که از یک عدد خاصی دمای لوله ها بالا تر برود، هر چه دمای لوله یا پمپ افزایش یابد پدیده کاویتاسیون بیشتر در پمپ ها ایجاد می گردد.
برای جلوگیری از کاویتاسیون در پمپ سرعت پمپ را در حد متوسط قرار دهید. هر چه سرعت پمپ بیشتر باشد احتمال ایجاد کاویتاسیون در پمپ ها نیز بالاتر خواهد رفت.

رفع کاویتاسیون

هد مکش خالص (NPSH) NET POSITIVE SUCTION HEAD

برای بدست آوردن هد مکش خالص شکل مقابل را در نظرمی گیریم:

در نقطه 1 انرژی پتانسیل و انرژی جنبشی افزایش یافته و این افزایش

انرژی به علاوه افت انرژی مفید بین دو نقطه 1و0 باعث کاهش فشار

در نقطه 1 می شود. لذا طبق رابطه برنولی داریم:

bernoli

(1) که در آن P0 فشار اتمسفر و P1 کمترین فشار است.

V1 سرعت مربوط به سیال در نقطه 1 که دارای کمترین فشار میباشد، h s اختلاف ارتفاع دو نقطه 1و0 را بیان می کند.

hLهد اصطکاک در لوله از نقطه 0 تا 1 می باشد.

hλ مربوط به افت در اثر برخورد سیال به پره های متحرک است

λ یک ضریب تجربی است و hλ و v2/2g به ابعاد هندسی و دبی جریان در پمپ بستگی دارد. جمع این دو رابطه را با NPSH نشان می دهند لذا:

npsh

(2) پس از مقایسه رابطه 2 و 1 داریم:

یا:

لازم به ذکر است که، چنانچه در رابطه فوق P1=PV شود گدیده کاویتاسیون رخ می دهد در این صورت NPSH به تبدیل NPSHR میگردد. (NPSHR=NET POSITIVE SUCTION HEAD REQUIRED)

پیشنهاد ویژه: اگر به دنبال خرید پمپ آب هستید، حتما مقاله پمپ آب کوچک را مطالعه کنید. البته پیشنهاد می کنیم از دسته بندی پمپ هایی مثل پمپ آب پنتاکس و پمپ آب ابارا نیز استفاده نمایید.

سوالات متداول

کاویتاسیون یعنی چه؟

کاویتاسیون فرآیندی می باشد که طی آن، در ناحیه‌ای از مایع با فشار پایین حباب بخار شکل می‌گیرد. داخل مقاله به صورت جامع در رابطه با کاویتاسیون صحبت کرده ایم.

برای جلوگیری از کاویتاسیون چه باید کرد؟

اولین راه در جلوگیری از کاویتاسیون در پمپ این است که لوله و پمپ را به درستی درز گیری کنید. داخل مقاله تمامی موارد جلوگیری از کاویتاسیون را قرار داده ایم.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

مقالات مرتبط
دستگاه اوزون زن استخر

دستگاه اوزون زن استخر

برای خرید دستگاه اوزون زن استخر حتما بهترین مرکز فروش تجهیزات استخری در تهران را انتخاب کنید. در ادامه لیست قیمت انواع دستگاه ازن ساز

پمپ تصفیه استخر

پمپ تصفیه استخر

اگر به دنبال خرید پمپ تصفیه آب استخر خانگی و استخر ماهی هستید، حتما لیست قیمت پمپ تصفیه استخر را از ما استعلام کنید. 02133997522

پمپ آب طبقاتی عمودی و افقی

پمپ آب طبقاتی عمودی و افقی

اگر نمی دانید پمپ آب طبقاتی چیست، حتما این مقاله را تا انتهای بخوانید. در این مقاله در مورد انواع پمپ آب طبقاتی عمودی و

فیلتر شنی چیست

فیلتر شنی چیست

اگر نمی دانید فیلتر شنی چیست و به دنبال خرید فیلتر شنی استخر هستید، ما فروشنده بهترین انواع فیلتر شنی در تهران هستیم. برای دریافت