مقالات

کد خبر: 195   |  دفعات بازدید : 617   |   نسخه چاپی   |   ارسال به دوستان  

کاویتاسیون چیست!؟

03 دي, 1398
کاویتاسیون چیست!؟

هرگاه حین جریان در پمپ، فشار محیط از فشار بخار سیال در حرارت مربوط کمتر شود، باعث می‌شود حباب‌های بخار به وجود آیند. که این مسئله نیز، باعث ایجاد فشار بیشتر توسط حباب‌های در حال حرکت همراه با سیال به محیط شده. حال اگر در محل جدید فشار بیشتر شود این حباب‌های بخار، تقطیر شده که در این صورت ذرات سیال اطراف آن‌ها برای پر کردن فضای خالی ناشی از ترکیدن حباب‌ها به صورت ناگهانی منحرف شده و از مسیر خود خارج می‌شوند که در نهایت با سرعت بسیار زیاد به پره‌ها برخورد می‌کنند.در چنین شرایطی وابسته به شدت برخورد ممکن است سطح پره‌ها خورده شود در نتیجه حرکتشان مختل شده که به این پدیده کاویتاسیون گویند.

پدیده‌ی کاویتاسیون برای پمپ خیلی خطرناک بوده و ممکن است بعد از مدت کوتاهی پروانه آن را از بین ببرد بنابراین باید از به وجود آمدن این پدیده به شدت جلوگیری کرد.

این پدیده باعث تغییرات در هیدرودینامیک سیال، صدمه به سطوح مرزی بین جامد و سیال و ایجار ارتعاش شده که باعث محدودیت هایی در طراحی و ساخت وسایل و تجهیزات هیدرودینامیکی و هیدرولیکی شده، این پدیده را می توان در توربين، پمپ، نازل، پروانه، ياتاقان، افشانه، چرخ دنده، سد، کانال، سازه‌های دريايی و... مشاهده نمود.

 

در پمپ‌های سانتریفیوژ هنگامی که سیال وارد پمپ می‌شود به علت افزایش سرعت، فشار به صورت موضعی کم می‌شود و در نقطه‌ای نزدیک دهانه‌ی ورودی پمپ به میزان حداقل خود می‌رسد اگر در نقطه‌ای که فشار در پایین‌تر حد خود می‌باشد فشار سیال از فشار بخار بیشتر شود، سیال در طول حرکت خود در داخل پمپ به خاطر اینکه یک فاز بوده کاویتاسیون رخ نمی‌دهد به همین علت می‌باشد که شناخت نقطه میمنیموم حائز اهمیت است.

پدیدهی کاویتاسیون با صداهای منقطع شروع شده که اصطلاحاً صدای سفید گویند که اگر فشار ورودی کم شود شدت صداها نیز زیاد میشود. البته صدای پدیده کاویتاسیون مشخص و مخصوص نبوده و بیشتر شبیه برخورد گلوله با یک سطح فلزی است که هم زمان با این صدا پمپ نیز دچار ارتعاش شده که در انتها صدا‌های منقطع به صداهای مداوم و شدید تبدیل شده که به عبارت دیگر در همین حال است که بخاطر اشغال فضای پره‌ها توسط بخار سیال و کاهش سطح عبوری سیال، دبی پمپ کم شده و یا قطع می‌شود. البته قابل تامل می‌باشد که با اندازه‌گیری این صدا‌ها می‌توان بروز پدید کاویتاسیون را پیش‌بینی کرد.

لازم به ذکر است که خوردگی‌های شدید فلز در پدیده کاویتاسیون، در محل به وجود آمدن حباب‌های بخار نیست بلکه این حباب‌ها همراه با جریان وقتی به محل خروج برسند به علت تقطیر ناگهانی باعث تغییرات شدید فشار می‌شود به وجود می‌آیند به عبارتی در این شرایط ذرات سیال با سرعت بسیار بالا و مدام به سطح پمپ برخورد کرده و همین امر سبب خوردگی فلز و در نتیجه از بین رفتن آن می‌شود.

در پدیده‌ی کاویتاسیون فلزات مختلف از خود مقاومت‌های متفاوتی نشان می‌دهند که از مقاوم‌ترین آن‌ها می‌توان به آلیاژ فولاد-کروم اشاره کرد اما تا به امروز فلزی یافت نشده که در مقابل این پدیده از خود مقاومت کامل نشان داده باشد. ولی مقاومت هر فلز بستگی به نوع ساخت وتولید فلز، سطح فلز، آلیاژ به کار رفته، یکنواخت بودن سطح فلز در موقع ریخته‌گری یا عملیات حرارتی و مقاومت فلز در قبال خستگی دارد.

می‌توان از انواع کاویتاسیون به موارد زیر اشاره کرد:

-         حفره زایی حبابی

-         حفره زایی پره

-         حفره زایی بن پروانه

-         حفره زایی ابری

-         حفره زایی محفطه ی پروانه

-         حفره زایی نوک گردابه

-         حفره زایی میانه گردابه

 

پدیده کاویتاسیون در اثر عملکرد مجموعه‌ای از عوامل و شرایط رخ می‌دهد این بدین معناست که معمولاً این پدیده به تنهایی با یک عامل به وجود نمی‌آید بلکه عوامل هندسی و هیدرودینامیکی و فاکتورهای وابسته دیگر ممکن است منجر به خسارت کاویتاسیون شود. از مهم‌ترین عوامل می‌توان به موارد زیر اشاه کرد:

1-   عوامل هندسی

-         برآمدگی و فرورفتگی موضعی( ناهمواری‌های سطحی سرریز)

-         ستون‌ها

-         درزهای ساختمانی

-         شکاف‌های دریچه‌های کشویی و پایه‌های دریچه‌های قطاعی

-         جدا کننده جریان ودفلکتورها

-         تغییر در شکل عبور جریان

-         دهانه مجاری و لوله

-         انحنا یا انحراف در مسیر جریان در آبراهه

2-   عوامل هیدرودینامیکی

 

-         دبی مخصوص

-         سرعت جریان

-         عملکرد دریچه

-         توسعه لایه مرزی

 

3-   عوامل متفرقه:

-         انتقال حرارت در طی فرو ریختن

-         درجه حرارت آب

-         تعداد و اندازه حباب‌های درون آب

-         پراکندگی هوا

برای جلوگیری از بروز پدیده کاویتاسیون راهکار‌های متفاوتی است که به چند موارد از این راهکار‌ها در زیر می‌توان اشاره کرد:

1-   بالا بردن مخزن

2-   افزایش فشار مخزن

3-   پمپ را داخل گودال قرار دهیم

4-   سطح سیال را در مخزل بالا ببریم

5-   کاهش افت‌های ناشی از لوله کشی و اتصالات

6-   دمای ورودی پمپ را با تزریق مقدار کمی سیال خنک کننده، کم کنیم.

7-   عایق‌بندی مناسب لوله‌ها

8-   استفاده از پمپ‌های با سرعت دوران پایین‌تر

9-   استفاده از پمپ‌ها با مجرای ورودی پروانه بزرگ‌تر

10-                      به جای یک پمپ بزرگ از چند پمپ کوچک‌ استفاده شود.

شرکت صنایع پمپ آبارا، در سال ۱۳۷۳ با هدف عرضه محصولات متنوع و ارائه راه‌حل‌های نوین در صنایع مرتبط با سیالات تاسیس شد. این شرکت در بدو تاسیس با تکیه بر اعتبار بالا و ارتباطات قوی بین المللی خود، موفق به جذب سرمایه‌گذار خارجی شد. این اتفاق باعث شد تا آبارا بتواند تنوع وسیعی از پمپ‌های استاندارد را در سطح بالایی از کیفیت با موفقیت به بازار معرفی و ارائه نماید. استقبال بازار و صنعت، از پمپ‌های ارائه شده ، موجب افزایش تنوع سبد محصولات آبارا شد.

جهت اطلاع از محصولات قابل عرضه و دریافت مشاوره در خصوص خرید انواع پمپ، بوسترپمپ، لجن کش و ... می‌توانید با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.

کاویتاسیون چیست!؟