Ang cavitation ay isang nakapipinsalang kondisyon na kadalasang nangyayari sa mga centrifugal pumping unit. Maaaring bawasan ng cavitation ang kahusayan ng pump, magdulot ng vibration at ingay, at humantong sa malubhang pinsala sa impeller ng pump, pump housing, shaft, at iba pang panloob na bahagi. Ang cavitation ay nangyayari kapag ang presyon ng fluid sa pump ay bumaba sa ibaba ng vaporization pressure, na nagiging sanhi ng pagbuo ng vapor bubble sa low-pressure area. Ang mga bula ng singaw na ito ay bumagsak o "pumutok" nang marahas kapag pumasok sila sa lugar na may mataas na presyon. Ito ay maaaring magdulot ng mekanikal na pinsala sa loob ng bomba, lumikha ng mga mahihinang punto na madaling kapitan ng pagguho at kaagnasan, at makapinsala sa pagganap ng bomba.

Ang pag-unawa at pagpapatupad ng mga estratehiya upang mabawasan ang cavitation ay kritikal sa pagpapanatili ng integridad ng pagpapatakbo at buhay ng serbisyo ng split casing pumps .

Mga Uri ng Cavitation sa Mga Sapatos

Upang mabawasan o maiwasan ang cavitation sa isang pump, mahalagang maunawaan ang iba't ibang uri ng cavitation na maaaring mangyari. Kasama sa mga uri na ito ang:

1.Pagpapasingaw ng cavitation. Kilala rin bilang "classic cavitation" o "net positive suction head available (NPSHa) cavitation," ito ang pinakakaraniwang uri ng cavitation. Hatiin ang casing pinapataas ng mga bomba ang bilis ng likido habang dumadaan ito sa butas ng pagsipsip ng impeller. Ang pagtaas ng bilis ay katumbas ng pagbaba ng presyon ng likido. Ang pagbabawas ng presyon ay maaaring maging sanhi ng pagkulo (pagsingaw) ng ilan sa likido at pagbuo ng mga bula ng singaw, na marahas na babagsak at magbubunga ng maliliit na shock wave kapag naabot nila ang lugar na may mataas na presyon.

2. Magulong cavitation. Ang mga bahagi tulad ng mga elbow, valve, filter, atbp. sa piping system ay maaaring hindi angkop para sa dami o katangian ng pumped liquid, na maaaring magdulot ng mga eddies, turbulence at mga pagkakaiba sa pressure sa buong likido. Kapag nangyari ang mga phenomena na ito sa pasukan ng pump, maaari nilang direktang masira ang loob ng pump o maging sanhi ng pagsingaw ng likido.

3. Blade syndrome cavitation. Kilala rin bilang "blade pass syndrome", ang ganitong uri ng cavitation ay nangyayari kapag ang diameter ng impeller ay masyadong malaki o ang panloob na coating ng pump housing ay masyadong makapal/ang pump housing na panloob na diameter ay masyadong maliit. Ang alinman o pareho sa mga kundisyong ito ay magbabawas ng espasyo (clearance) sa loob ng pump housing sa mas mababa sa mga katanggap-tanggap na antas. Ang pagbawas sa clearance sa loob ng pump housing ay nagiging sanhi ng pagtaas ng daloy ng fluid, na nagreresulta sa pagbaba ng presyon. Ang pagbabawas ng presyon ay maaaring maging sanhi ng pagsingaw ng likido, na lumilikha ng mga bula ng cavitation.

4.Internal recirculation cavitation. Kapag ang isang center-split pump ay hindi makapag-discharge ng fluid sa kinakailangang flow rate, nagiging sanhi ito ng ilan o lahat ng fluid na muling umikot sa paligid ng impeller. Ang recirculating fluid ay dumadaan sa mga lugar na mababa at mataas ang presyon, na bumubuo ng init, mataas na bilis, at bumubuo ng mga bula ng singaw. Ang isang karaniwang sanhi ng panloob na recirculation ay ang pagpapatakbo ng pump na nakasara ang pump outlet valve (o sa isang mababang rate ng daloy).

5. Air entrainment cavitation. Ang hangin ay maaaring makuha sa pump sa pamamagitan ng isang nabigong balbula o maluwag na pagkakabit. Sa sandaling nasa loob ng bomba, ang hangin ay gumagalaw kasama ng likido. Ang paggalaw ng likido at hangin ay maaaring bumuo ng mga bula na "pumutok" kapag nalantad sa tumaas na presyon ng pump impeller.

Mga salik na nag-aambag sa cavitation - NPSH, NPSHa, at NPSHr

Ang NPSH ay isang pangunahing kadahilanan sa pagpigil sa cavitation sa split casing pump. Ang NPSH ay ang pagkakaiba sa pagitan ng aktwal na presyon ng pagsipsip at ang presyon ng singaw ng likido, na sinusukat sa pumapasok na bomba. Ang mga halaga ng NPSH ay dapat na mataas upang maiwasan ang pagsingaw ng likido sa loob ng bomba.

Ang NPSHa ay ang aktwal na NPSH sa ilalim ng mga kondisyon ng pagpapatakbo ng bomba. Ang kinakailangang net positive suction head (NPSHr) ay ang pinakamababang NPSH na tinukoy ng tagagawa ng pump upang maiwasan ang cavitation. Ang NPSHa ay isang function ng suction piping, installation, at operating details ng pump. Ang NPSHr ay isang function ng disenyo ng bomba at ang halaga nito ay tinutukoy ng pump testing. Kinakatawan ng NPSHr ang magagamit na ulo sa ilalim ng mga kondisyon ng pagsubok at karaniwang sinusukat bilang 3% na pagbaba sa ulo ng bomba (o unang yugto ng impeller head para sa mga multistage na bomba) upang matukoy ang cavitation. Ang NPSHa ay dapat palaging mas malaki kaysa sa NPSHr upang maiwasan ang cavitation.

Mga Istratehiya para Bawasan ang Cavitation - Palakihin ang NPSHa para Maiwasan ang Cavitation

Ang pagtiyak na ang NPSHa ay mas malaki kaysa sa NPSHr ay kritikal sa pag-iwas sa cavitation. Ito ay maaaring makamit sa pamamagitan ng:

1. Pagbaba ng taas ng split casing pump kaugnay ng suction reservoir/sump. Ang antas ng likido sa suction reservoir/sump ay maaaring tumaas o ang pump ay maaaring i-mount nang mas mababa. Ito ay magpapataas ng NPSHa sa pump inlet.

2. Palakihin ang diameter ng suction piping. Bawasan nito ang bilis ng likido sa isang pare-parehong rate ng daloy, sa gayon ay binabawasan ang pagkawala ng ulo ng pagsipsip sa mga piping at mga kabit.

2.Bawasan ang pagkawala ng ulo sa mga kabit. Bawasan ang bilang ng mga joints sa pump suction line. Gumamit ng mga kabit tulad ng mahabang radius elbow, full bore valve, at tapered reducer upang makatulong na mabawasan ang pagkawala ng suction head dahil sa mga fitting.

3.Iwasang maglagay ng mga screen at filter sa pump suction line hangga't maaari, dahil madalas silang nagdudulot ng cavitation sa mga centrifugal pump. Kung hindi ito maiiwasan, tiyaking regular na sinusuri at nililinis ang mga screen at filter sa linya ng pagsipsip ng pump.

5. Palamigin ang pumped fluid upang mabawasan ang presyon ng singaw nito.

Unawain ang NPSH Margin para maiwasan ang Cavitation

Ang margin ng NPSH ay ang pagkakaiba sa pagitan ng NPSHa at NPSHr. Ang mas malaking margin ng NPSH ay nakakabawas sa panganib ng cavitation dahil nagbibigay ito ng safety factor upang maiwasan ang NPSHa na bumaba sa normal na antas ng operating dahil sa pabagu-bagong kondisyon ng operating. Ang mga salik na nakakaapekto sa margin ng NPSH ay kinabibilangan ng mga katangian ng likido, bilis ng bomba, at mga kondisyon ng pagsipsip.

Pagpapanatili ng Minimum na Daloy ng Pump

Ang pagtiyak na ang isang centrifugal pump ay gumagana sa itaas ng tinukoy na minimum na daloy ay kritikal sa pagbabawas ng cavitation. Ang pagpapatakbo ng split case pump sa ibaba ng pinakamainam na hanay ng daloy nito (pinahihintulutang operating area) ay nagpapataas ng posibilidad na lumikha ng mababang pressure area na maaaring magdulot ng cavitation.

Mga Pagsasaalang-alang sa Impeller Design para Bawasan ang Cavitation

Ang disenyo ng impeller ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa kung ang isang centrifugal pump ay madaling kapitan ng cavitation. Ang mas malalaking impeller na may mas kaunting mga blades ay may posibilidad na magbigay ng mas kaunting fluid acceleration, na nagpapababa sa panganib ng cavitation. Bukod pa rito, ang mga impeller na may mas malalaking inlet diameter o tapered blades ay nakakatulong na pamahalaan ang daloy ng fluid nang mas maayos, na pinapaliit ang turbulence at pagbuo ng bubble. Ang paggamit ng mga materyales na lumalaban sa pinsala sa cavitation ay maaaring pahabain ang buhay ng impeller at pump.

Paggamit ng mga Anti-Cavitation Device

Ang mga anti-cavitation device, gaya ng flow conditioning accessories o cavitation suppression liners, ay epektibo sa pagpapagaan ng cavitation. Gumagana ang mga device na ito sa pamamagitan ng pagkontrol sa fluid dynamics sa paligid ng impeller, na nagbibigay ng steady flow at binabawasan ang turbulence at low-pressure na mga lugar na nagdudulot ng cavitation.

Ang Kahalagahan ng Wastong Pump Sizing sa Pag-iwas sa Cavitation

Ang pagpili ng tamang uri ng bomba at pagtukoy ng tamang sukat para sa isang partikular na aplikasyon ay kritikal sa pagpigil sa cavitation. Ang isang napakalaking pump ay maaaring hindi gumana nang kasing episyente sa mas mababang mga daloy, na nagreresulta sa mas mataas na panganib ng cavitation, habang ang isang maliit na laki ng bomba ay maaaring kailangang gumana nang mas mahirap upang matugunan ang mga kinakailangan sa daloy, na nagpapataas din ng posibilidad ng cavitation. Ang tamang pagpili ng bomba ay nagsasangkot ng isang detalyadong pagsusuri ng maximum, normal at minimum na mga kinakailangan sa daloy, mga katangian ng likido at layout ng system upang matiyak na gumagana ang bomba sa loob ng tinukoy na saklaw ng pagpapatakbo. Pinipigilan ng tumpak na sukat ang cavitation at pinatataas ang kahusayan at pagiging maaasahan ng pump sa buong ikot ng buhay nito.