Co to jest kawitacja i jak jej zapobiegać?

Na czym polega zjawisko kawitacji?

Kawitacja to proces polegający na tworzeniu się, gromadzeniu i nagłym zanikaniu pęcherzyków gazowych w cieczy wokół wirnika pompy. Zjawisku towarzyszą gwałtowne zmiany ciśnienia.

Do kawitacji dochodzi wtedy, gdy w centralnej części wirnika następuje spadek ciśnienia cieczy, co z kolei skutkuje napływem cieczy przez króciec ssawny. Kiedy następuje spadek ciśnienia poniżej poziomu nasycenia w warunkach odpowiadających temperaturze pokojowej, ciecz zaczyna parować.

Wtedy właśnie powstają małe pęcherzyki, które rozpadając się, tworząc falę uderzeniową o dość dużej energii. Pęknięcia dużej ilości pęcherzyków powodują mikro uderzenia, które przyczyniają się do rozwoju korozji materiałów konstrukcyjnych i poważnych uszkodzeń.

Jakie są główne objawy kawitacji w pompie?

Pompa zatapialna, która objęta jest zjawiskiem kawitacji, może dawać pewne charakterystyczne objawy. Przede wszystkim pojawia się wyraźny spadek parametrów jej pracy i wydajności. Dochodzi też do zwiększonego zużycia prądu elektrycznego.

Pompa działa głośno i pojawiają się drgania, których przyczyną jest pulsacja ciśnienia. Po rozebraniu można zauważyć widoczne uszkodzenia elementów konstrukcyjnych spowodowane korozją, w tym przede wszystkim wirnika. Uszkodzenia te w trakcie eksploatacji mogą być przyczyną wycieków.

Jak przeciwdziałać zjawisku kawitacji?

Im lepsze właściwości antykawitacyjne pompy, tym wyższy poziom odporności na kawitację. Podstawą może być więc konstrukcyjne przeciwdziałanie temu zjawisku, a więc m.in. odpowiednia budowa wirników, właściwe profilowanie łopatek, stosowanie ograniczonej liczby łopatek lub prerotacji (zawirowanie wstępne w kierunku zgodnym z obrotami silnika).

Tego rodzaju działania podejmują producenci urządzeń, a rolą konsumenta jest dobór wysokiej jakości pompy, które cechuje się wszystkimi tymi cechami. Właściwość ta jest określana parametrem NPSHA.

Parametr NPSHA można zwiększyć kilkoma sposobami. Jednym z nich jest zastosowanie w instalacji rurociągu o niewielkiej długości, a dużej średnicy. Niezbędne jest też zaplanowanie instalacji z możliwie jak najmniejszą liczbą elementów przyczyniających się do strat ciśnienia.

Należy też przeciwdziałać występowania prędkości cieczy powyżej 2 m/s oraz wahaniom cieszy na ssaniu pompy. Pompowanie cieczy powinno odbywać się w możliwie jak najniższej temperaturze. Pomocne może okazać się też zastosowanie rurociągu o gładkiej powierzchni wewnętrznej (np. PVC).

źródło: Dambat

fot. otwierająca: Pixabay