Kavitasyon, santrifüj pompa ünitelerinde sıklıkla meydana gelen zararlı bir durumdur. Kavitasyon, pompa verimliliğini azaltabilir, titreşime ve gürültüye neden olabilir ve pompanın pervanesinde, pompa gövdesinde, şaftında ve diğer dahili parçalarında ciddi hasara yol açabilir. Kavitasyon, pompadaki sıvının basıncı buharlaşma basıncının altına düştüğünde oluşur ve düşük basınçlı alanda buhar kabarcıkları oluşmasına neden olur. Bu buhar kabarcıkları yüksek basınçlı alana girdiklerinde çöker veya şiddetli bir şekilde "içeri çöker". Bu, pompanın içinde mekanik hasara neden olabilir, aşınmaya ve korozyona maruz kalan zayıf noktalar oluşturabilir ve pompa performansını bozabilir.

Kavitasyonu azaltmaya yönelik stratejileri anlamak ve uygulamak, sistemin operasyonel bütünlüğünü ve hizmet ömrünü korumak açısından kritik öneme sahiptir. bölünmüş gövdeli pompalar .

Pompalardaki Kavitasyon Türleri

Bir pompadaki kavitasyonu azaltmak veya önlemek için, oluşabilecek farklı kavitasyon tiplerini anlamak önemlidir. Bu tipler şunları içerir:

1.Buharlaşma kavitasyonu. "Klasik kavitasyon" veya "net pozitif emme kafası mevcut (NPSHa) kavitasyonu" olarak da bilinen bu, en yaygın kavitasyon türüdür. Bölünmüş kasa pompalar, akışkanın pervane emme deliğinden geçerken hızını artırır. Hızdaki artış, akışkan basıncındaki azalmaya eşdeğerdir. Basınç azalması, akışkanın bir kısmının kaynamasına (buharlaşmasına) ve buhar kabarcıkları oluşturmasına neden olabilir; bu kabarcıklar şiddetli bir şekilde çökecek ve yüksek basınç alanına ulaştıklarında küçük şok dalgaları üretecektir.

2. Türbülanslı kavitasyon. Boru sistemindeki dirsekler, vanalar, filtreler vb. gibi bileşenler pompalanan sıvının miktarı veya doğası için uygun olmayabilir, bu da sıvı boyunca girdaplara, türbülansa ve basınç farklılıklarına neden olabilir. Bu olaylar pompanın girişinde meydana geldiğinde, pompanın içini doğrudan aşındırabilir veya sıvının buharlaşmasına neden olabilir.

3. Kanat sendromu kavitasyonu. "Kanat geçiş sendromu" olarak da bilinen bu kavitasyon türü, pervane çapı çok büyük olduğunda veya pompa gövdesinin iç kaplaması çok kalın olduğunda/pompa gövdesinin iç çapı çok küçük olduğunda meydana gelir. Bu koşullardan biri veya her ikisi de pompa gövdesi içindeki boşluğu (boşluğu) kabul edilebilir seviyelerin altına düşürecektir. Pompa gövdesi içindeki boşluğun azalması, sıvı akış hızının artmasına ve bunun sonucunda basıncın düşmesine neden olur. Basınç azalması, sıvının buharlaşmasına ve kavitasyon kabarcıklarının oluşmasına neden olabilir.

4. Dahili sirkülasyon kavitasyonu. Bir merkez bölmeli pompa sıvıyı gerekli akış hızında boşaltamadığında, sıvının bir kısmının veya tamamının çark etrafında sirküle olmasına neden olur. Sirküle eden sıvı düşük ve yüksek basınç alanlarından geçer, bu da ısı, yüksek hız üretir ve buharlaşma kabarcıkları oluşturur. Dahili sirkülasyonun yaygın bir nedeni, pompanın pompa çıkış valfi kapalıyken (veya düşük akış hızında) çalıştırılmasıdır.

5. Hava girişi kavitasyonu. Hava, arızalı bir valf veya gevşek bir bağlantı parçası yoluyla pompaya çekilebilir. Pompanın içine girdiğinde hava, sıvıyla birlikte hareket eder. Sıvının ve havanın hareketi, pompa çarkının artan basıncına maruz kaldığında "patlayan" kabarcıklar oluşturabilir.

Kavitasyona katkıda bulunan faktörler - NPSH, NPSHa ve NPSHr

NPSH, bölünmüş gövdeli pompalarda kavitasyonu önlemede önemli bir faktördür. NPSH, pompanın girişinde ölçülen gerçek emme basıncı ile sıvının buhar basıncı arasındaki farktır. Sıvının pompa içinde buharlaşmasını önlemek için NPSH değerleri yüksek olmalıdır.

NPSHa, pompanın çalışma koşulları altındaki gerçek NPSH'dir. Gerekli net pozitif emme başlığı (NPSHr), kavitasyonu önlemek için pompa üreticisi tarafından belirtilen minimum NPSH'dir. NPSHa, pompanın emme boruları, kurulumu ve çalışma ayrıntılarının bir fonksiyonudur. NPSHr, pompa tasarımının bir fonksiyonudur ve değeri pompa testi ile belirlenir. NPSHr, test koşulları altındaki mevcut başlığı temsil eder ve kavitasyonu tespit etmek için genellikle pompa başlığında (veya çok kademeli pompalar için birinci kademe çark başlığında) %3'lük bir düşüş olarak ölçülür. Kavitasyonu önlemek için NPSHa her zaman NPSHr'den büyük olmalıdır.

Kavitasyonu Azaltma Stratejileri - Kavitasyonu Önlemek İçin NPSHa'yı Artırın

Kavitasyonu önlemek için NPSHa'nın NPSHr'den büyük olduğundan emin olmak kritik öneme sahiptir. Bu şu şekilde başarılabilir:

1. Emiş haznesi/karterine göre bölünmüş gövdeli pompanın yüksekliğini düşürmek. Emiş haznesi/karterindeki sıvı seviyesi artırılabilir veya pompa daha alçak monte edilebilir. Bu, pompa girişindeki NPSHa'yı artıracaktır.

2. Emiş borularının çapını artırın. Bu, sabit bir akış hızında sıvının hızını azaltacak ve böylece boru ve bağlantı parçalarındaki emiş kafası kayıplarını azaltacaktır.

2. Bağlantı parçalarındaki basınç kayıplarını azaltın. Pompa emme hattındaki bağlantı sayısını azaltın. Bağlantı parçalarından kaynaklanan emme basınç kayıplarını azaltmaya yardımcı olmak için uzun yarıçaplı dirsekler, tam delikli vanalar ve konik redüktörler gibi bağlantı parçaları kullanın.

3. Mümkün olduğunca pompa emiş hattına elek ve filtre takmaktan kaçının, çünkü bunlar santrifüj pompalarda sıklıkla kavitasyona neden olur. Bu önlenemiyorsa, pompa emiş hattındaki elek ve filtrelerin düzenli olarak denetlenmesini ve temizlenmesini sağlayın.

5. Pompalanan sıvının buhar basıncını düşürmek için sıvıyı soğutun.

Kavitasyonu Önlemek İçin NPSH Marjını Anlayın

NPSH marjı, NPSHa ile NPSHr arasındaki farktır. Daha büyük bir NPSH marjı, NPSHa'nın dalgalanan çalışma koşulları nedeniyle normal çalışma seviyelerinin altına düşmesini önlemek için bir güvenlik faktörü sağladığından kavitasyon riskini azaltır. NPSH marjını etkileyen faktörler arasında sıvı özellikleri, pompa hızı ve emme koşulları bulunur.

Minimum Pompa Akışının Korunması

Santrifüjlü bir pompanın belirtilen minimum akışın üzerinde çalışmasını sağlamak, kavitasyonu azaltmak için kritik öneme sahiptir. Bölünmüş kasalı bir pompanın optimum akış aralığının (izin verilen çalışma alanı) altında çalıştırılması, kavitasyona neden olabilecek düşük basınç alanı oluşturma olasılığını artırır.

Kavitasyonu Azaltmak İçin Pervane Tasarım Hususları

Pervanenin tasarımı, santrifüj pompanın kavitasyona yatkın olup olmadığı konusunda önemli bir rol oynar. Daha az kanatçıklı daha büyük pervaneler daha az sıvı ivmesi sağlama eğilimindedir, bu da kavitasyon riskini azaltır. Ek olarak, daha büyük giriş çaplarına veya konik kanatlara sahip pervaneler, sıvı akışını daha düzgün bir şekilde yönetmeye yardımcı olarak türbülansı ve kabarcık oluşumunu en aza indirir. Kavitasyon hasarına dirençli malzemeler kullanmak pervanenin ve pompanın ömrünü uzatabilir.

Kavitasyon Önleyici Cihazların Kullanımı

Akış koşullandırma aksesuarları veya kavitasyon bastırma astarları gibi anti-kavitasyon cihazları kavitasyonu azaltmada etkilidir. Bu cihazlar, çark etrafındaki akışkan dinamiklerini kontrol ederek daha istikrarlı bir akış sağlar ve kavitasyona neden olan türbülans ve düşük basınç alanlarını azaltır.

Kavitasyonu Önlemede Uygun Pompa Boyutlandırmasının Önemi

Belirli bir uygulama için doğru pompa tipini seçmek ve doğru boyutu belirlemek kavitasyonu önlemek için kritik öneme sahiptir. Büyük boyutlu bir pompa düşük akışlarda verimli çalışmayabilir ve bu da kavitasyon riskinin artmasına neden olabilirken, küçük boyutlu bir pompa akış gereksinimlerini karşılamak için daha fazla çalışmak zorunda kalabilir ve bu da kavitasyon olasılığını artırır. Uygun pompa seçimi, pompanın belirtilen çalışma aralığında çalışmasını sağlamak için maksimum, normal ve minimum akış gereksinimlerinin, akışkan özelliklerinin ve sistem düzeninin ayrıntılı bir analizini içerir. Doğru boyutlandırma kavitasyonu önler ve pompanın tüm yaşam döngüsü boyunca verimliliğini ve güvenilirliğini artırır.