Co to jest kawitacja pompy

May 06, 2026

 

1, Zjawisko kawitacji

Gdy ciśnienie cieczy zostanie obniżone do ciśnienia parowania w określonej temperaturze, w cieczy powstają pęcherzyki. Zjawisko powstawania pęcherzyków nazywa się kawitacją. Pęcherzyki powstające podczas kawitacji, gdy płyną pod wysokim ciśnieniem, zmniejszają swoją objętość i ostatecznie pękają. Zjawisko zanikania pęcherzyków w cieczy pod wpływem wzrostu ciśnienia nazywa się zapadnięciem się kawitacji.
Jeśli podczas pracy pompy ciśnienie bezwzględne pompowanej cieczy w lokalnym obszarze (zwykle w pewnym punkcie później na wlocie łopatki wirnika) z jakiegoś powodu spadnie do ciśnienia parowania cieczy w tej temperaturze, ciecz zaczyna w tym miejscu parować, wytwarzając dużą ilość pary i tworząc pęcherzyki. Kiedy ciecz zawierająca dużą liczbę pęcherzyków przepływa do przodu przez obszar-wysokiego ciśnienia wewnątrz wirnika, ciecz pod wysokim-ciśnieniem wokół pęcherzyków powoduje ich szybkie kurczenie się, a nawet pękanie. W tym samym czasie, gdy pęcherzyk skrapla się i pęka, cząstki cieczy wypełniają wnękę z dużą prędkością, generując silny efekt uderzenia wodnego i uderzając w powierzchnię metalu z dużą częstotliwością uderzeń. Naprężenie udarowe może sięgać setek do tysięcy atmosfer, a częstotliwość uderzeń może sięgać dziesiątek tysięcy razy na sekundę. W ciężkich przypadkach może powodować załamanie grubości ścianki.

 

 

Proces powstawania pęcherzyków w pompie wody i powodowania uszkodzeń elementów przepływu w wyniku pęknięcia pęcherzyków nazywany jest kawitacją w pompie wody. Kawitacja występująca w pompie wodnej nie tylko powoduje uszkodzenie elementów nadprądowych, ale także powoduje hałas i wibracje, co prowadzi do zmniejszenia wydajności pompy. W ciężkich przypadkach może przerwać przepływ cieczy w pompie i uniemożliwić jej prawidłowe działanie.

2. Podstawowy wzór zależności na kawitację pompy

Warunki kawitacji pompy są określane zarówno przez samą pompę, jak i urządzenie ssące. Dlatego też badanie warunków kawitacji należy uwzględnić zarówno w odniesieniu do samej pompy, jak i urządzenia ssącego. Podstawową zależnością pomiędzy kawitacją pompy jest:
NPSHc Mniejsze lub równe NPSHr Mniejsze lub równe [NPSH] Mniejsze lub równe NPSHa
NPSHa=NPSHr (NPSHc) - Rozpoczyna się kawitacja pompy
NPSHa>NPSHr (NPSHc) - Pompa bez kawitacji
We wzorze NPSHa - naddatek kawitacyjny urządzenia, znany również jako efektywny naddatek kawitacyjny, im większa wartość, tym mniejsze prawdopodobieństwo wystąpienia kawitacji;
NPSHr - Naddatek na kawitację pompy, znany również jako niezbędny naddatek na kawitację lub dynamiczny spadek ciśnienia na wlocie pompy. Im mniejszy NPSHr, tym lepsza skuteczność antykawitacyjna;
NPSHc - krytyczny naddatek na kawitację, odnosi się do naddatku na kawitację odpowiadającego pewnemu spadkowi wydajności pompy;
[NPSH] - Dopuszczalny naddatek na kawitację to naddatek na kawitację stosowany do określenia warunków pracy pompy, zwykle przyjmowany jako [NPSH]=(1,1-1,5) NPSHc.

3. Obliczanie naddatku kawitacyjnego urządzenia

NPSHa=Ps/ρg+Vs/2g-Pc/ρg=Pc/ρg±hg-hc-Ps/ρg

4, Środki zapobiegające kawitacji

To prevent cavitation, it is necessary to increase NPSHa so that NPSHa>NPSHr. Środki zapobiegające kawitacji są następujące:
1. Zmniejsz geometryczną wysokość ssania Hg (lub zwiększ geometryczną wysokość przepływu zwrotnego);
2. Aby zmniejszyć straty inhalacyjne hc, można podjąć wysiłki w celu zwiększenia średnicy rury, zminimalizowania długości rurociągu, kolanek i akcesoriów itp.;

 

3. Zapobiegaj długotrwałej pracy w warunkach dużego natężenia ruchu;
4. Przy tej samej prędkości i natężeniu przepływu zastosowanie pompy z podwójnym ssaniem zmniejsza natężenie przepływu na wlocie i sprawia, że ​​pompa jest mniej podatna na kawitację;
W przypadku wystąpienia kawitacji w pompie należy zmniejszyć natężenie przepływu lub prędkość w trakcie pracy;
Stan basenu ssawnego pompy ma istotny wpływ na kawitację pompy;
7. W przypadku pomp pracujących w trudnych warunkach można zastosować materiały antykawitacyjne, aby uniknąć uszkodzeń kawitacyjnych.