1, Fenomen kavitacije
Kada se pritisak tečnosti smanji na pritisak isparavanja na određenoj temperaturi, u tečnosti se stvaraju mjehurići. Ovaj fenomen stvaranja mjehurića naziva se kavitacija. Mjehurići nastali tokom kavitacije, pri strujanju do visokog tlaka, smanjuju volumen i na kraju pucaju. Fenomen nestajanja mehurića u tečnosti usled porasta pritiska naziva se kavitacioni kolaps.
U toku rada pumpe, ako apsolutni pritisak dizane tečnosti u lokalnom području (obično na određenoj tački kasnije na ulazu lopatice rotora) iz nekog razloga padne na pritisak isparavanja tečnosti na toj temperaturi, tečnost počinje da isparava na tom mestu, stvarajući veliku količinu pare i formirajući mehuriće. Kada tečnost koja sadrži veliki broj mjehurića prođe naprijed kroz područje visokog{1}}pritiska unutar radnog kola, tečnost visokog-pritiska oko mjehurića uzrokuje da se mjehurići brzo skupljaju, pa čak i pucaju. U isto vrijeme kada se mjehur kondenzira i puca, čestice tekućine ispunjavaju šupljinu velikom brzinom, stvarajući snažan efekat vodenog čekića i udarajući o metalnu površinu velikom frekvencijom udara. Udarni stres može doseći stotine do hiljade atmosfera, a frekvencija udara može doseći desetine hiljada puta u sekundi. U teškim slučajevima može uzrokovati oštećenje debljine zida.
Proces stvaranja mjehurića u pumpi za vodu i izazivanja oštećenja komponenti protoka zbog pucanja mjehurića naziva se kavitacija u pumpi za vodu. Nakon što se u pumpi za vodu pojavi kavitacija, ona ne samo da oštećuje komponente prekomerne struje, već i proizvodi buku i vibracije, što dovodi do smanjenja performansi pumpe. U teškim slučajevima može prekinuti tečnost u pumpi i spriječiti njen pravilan rad.
2, Osnovna formula odnosa za kavitaciju pumpe
Uslovi za kavitaciju pumpe određuju i sama pumpa i usisni uređaj. Stoga, proučavanje uslova za kavitaciju treba uzeti u obzir i od same pumpe i od usisnog uređaja. Osnovni odnos između kavitacije pumpe je
NPSHc Manje ili jednako NPSHr Manje ili jednako [NPSH] Manje ili jednako NPSHa
NPSHa=NPSHr (NPSHc) - Počinje kavitacija pumpe
NPSHa>NPSHr (NPSHc) - Pumpa bez kavitacije
U formuli, NPSHa - dodatak za kavitaciju uređaja, poznat i kao efektivna kavitacija, što je veći iznos, manja je vjerovatnoća da će doći do kavitacije;
NPSHr - Količina kavitacije pumpe, poznata i kao neophodna kavitacija ili dinamički pad pritiska na ulazu pumpe. Što je manji NPSHr, to su bolje performanse protiv kavitacije;
NPSHc - kritična dozvoljena kavitacija, odnosi se na dopuštenu kavitaciju koja odgovara određenom smanjenju performansi pumpe;
[NPSH] - Dozvoljena kavitacija je dozvoljena kavitacija koja se koristi za određivanje radnih uslova pumpe, obično se uzima kao [NPSH]=(1.1-1.5) NPSHc.
3, Proračun dopuštene kavitacije uređaja
NPSHa=Ps/ρg+Vs/2g-Pc/ρg=Pc/ρg±hg-hc-Ps/ρg
4, Mjere za sprječavanje kavitacije
To prevent cavitation, it is necessary to increase NPSHa so that NPSHa>NPSHr. Mjere za sprječavanje kavitacije su sljedeće:
1. Smanjite geometrijsku visinu usisavanja Hg (ili povećajte geometrijsku visinu povratnog toka);
2. Da bi se smanjio gubitak inhalacije hc, mogu se uložiti napori da se poveća prečnik cevi, minimizira dužina cevovoda, krivine i pribor, itd.;
3. Sprečiti produženi rad u uslovima visokog saobraćaja;
4. Pri istoj brzini i protoku, korištenje pumpe sa dvostrukim usisom smanjuje ulazni protok i čini pumpu manje sklonom kavitaciji;
Kada dođe do kavitacije u pumpi, treba smanjiti protok ili smanjiti brzinu tokom rada;
Stanje usisnog bazena pumpe ima značajan uticaj na kavitaciju pumpe;
7. Za pumpe koje rade u teškim uslovima, antikavitacijski materijali se mogu koristiti kako bi se izbjegla kavitacija.
