1, kavitatsiooni nähtus
Kui vedeliku rõhk langetatakse teatud temperatuuril aurustumisrõhuni, tekivad vedelikus mullid. Seda mullide tekitamise nähtust nimetatakse kavitatsiooniks. Kavitatsiooni käigus tekkivate mullide maht väheneb kõrgele rõhule voolamisel ja lõpuks lõhkeb. Nähtust, kus mullid kaovad vedelikku rõhu tõusu tõttu, nimetatakse kavitatsiooni kollapsiks.
Kui pumba töötamise ajal langeb pumbatava vedeliku absoluutrõhk kohalikus piirkonnas (tavaliselt teatud punktis hiljem tiiviku laba sisselaskeavas) mingil põhjusel sellel temperatuuril vedeliku aurustumisrõhuni, hakkab vedelik selles kohas aurustuma, tekitades suures koguses auru ja moodustades mullid. Kui suurel hulgal mullid sisaldav vedelik liigub edasi läbi tiiviku sees oleva kõrgrõhuala, põhjustab mullide ümber olev kõrgsurvevedelik{2}}mullide kiiret kokkutõmbumist ja isegi lõhkemist. Samal ajal kui mull kondenseerub ja puruneb, täidavad vedelikuosakesed õõnsuse suurel kiirusel, tekitades tugeva vesihaamri efekti ja lööb metalli pinda suure löögisagedusega. Löögipinge võib ulatuda sadade kuni tuhandete atmosfäärideni ja löögisagedus võib ulatuda kümnetesse tuhandetesse kordadesse sekundis. Rasketel juhtudel võib see põhjustada seina paksuse lagunemist.
Protsessi, mille käigus tekivad veepumbas mullid ja põhjustavad mullide purunemise tõttu voolukomponentide kahjustamist, nimetatakse veepumbas kavitatsiooniks. Pärast kavitatsiooni tekkimist veepumbas ei kahjusta see mitte ainult liigvoolukomponente, vaid tekitab ka müra ja vibratsiooni, mis viib pumba jõudluse vähenemiseni. Rasketel juhtudel võib see katkestada vedeliku pumbas ja takistada selle nõuetekohast töötamist.
2, pumba kavitatsiooni põhisuhte valem
Pumba kavitatsiooni tingimused määravad nii pump ise kui ka imemisseade. Seetõttu tuleks kavitatsiooni tingimuste uurimist kaaluda nii pumba enda kui ka imemisseadme põhjal. Põhiline seos pumba kavitatsiooni vahel on
NPSHc väiksem või võrdne NPSHr Väiksem või võrdne [NPSH] Väiksem või võrdne NPSHa
NPSHa=NPSHr (NPSHc) - Pumba kavitatsioon algab
NPSHa>NPSHr (NPSHc) - Pump ilma kavitatsioonita
Valemis NPSHa - seadme kavitatsioonivaru, tuntud ka kui efektiivne kavitatsioonivaru, mida suurem on summa, seda väiksem on kavitatsiooni tõenäosus;
NPSHr - Pumba kavitatsioonivaru, tuntud ka kui vajalik kavitatsioonivaru või pumba sisselaskeava dünaamiline rõhulang. Mida väiksem on NPSHr, seda parem on kavitatsioonivastane jõudlus;
NPSHc - kriitiline kavitatsioonivaru, viitab kavitatsioonivarule, mis vastab pumba jõudluse teatud langusele;
[NPSH] - Lubatud kavitatsioonivaru on pumba töötingimuste määramiseks kasutatav kavitatsioonivaru, mida tavaliselt võetakse kui [NPSH]=(1,1-1,5) NPSHc.
3, Seadme kavitatsioonivaru arvutamine
NPSHa=Ps/ρg+Vs/2g-Pc/ρg=Pc/ρg±hg-hc-Ps/ρg
4, meetmed kavitatsiooni vältimiseks
To prevent cavitation, it is necessary to increase NPSHa so that NPSHa>NPSHr. Meetmed kavitatsiooni vältimiseks on järgmised:
1. Vähendage geomeetrilist imemiskõrgust Hg (või suurendage geomeetrilist tagasivoolu kõrgust);
2. Sissehingamise kadu hc vähendamiseks võib püüda suurendada toru läbimõõtu, minimeerida torujuhtme pikkust, käänakuid ja tarvikuid jne;
3. Vältida pikaajalist töötamist tiheda liiklusega tingimustes;
4. Sama kiiruse ja voolukiiruse korral vähendab kahekordse imemispumba kasutamine sisselaskevoolu voolukiirust ja muudab pumba vähem vastuvõtlikuks kavitatsioonile;
Kui pumbas tekib kavitatsioon, tuleks töö ajal voolukiirust või kiirust vähendada;
Pumba imemisbasseini seisund mõjutab oluliselt pumba kavitatsiooni;
7. Karmides tingimustes töötavate pumpade puhul võib kavitatsioonikahjustuste vältimiseks kasutada kavitatsioonivastaseid materjale.
