Zapobieganie kawitacji w pompie

Jeśli właśnie dokonano instalacji pompy, a po jej włączeniu natychmiast słychać trzaski, dochodzi w niej do kawitacji. Technicy dobrze to znają – dalsza praca pompy z kawitacją może słono kosztować. Na szczęście kawitacji w pompach można łatwo uniknąć. Kilka drobnych zmian w instalacji pompy może przynieść doskonałe rezultaty.

Co powoduje kawitację w pompach? 

Do kawitacji w pompach dochodzi wtedy, gdy w wyniku szybkich zmian ciśnienia w cieczy powstają pęcherzyki powietrza, które następnie implodują przy dalszym wzroście ciśnienia. Przyczyny kawitacji można łatwo wyjaśnić na przykładzie pompy odśrodkowej. Ze względu na dużą prędkość cieczy w przewodzie ssawnym ciśnienie może spaść poniżej ciśnienia pary nasyconej, czemu towarzyszy powstawanie pęcherzyków pary. Gdy tylko strumień cieczy dotrze do wirnika pompy, podciśnienie zmienia się w nadciśnienie, co powoduje implozję pęcherzyków pary.

Kawitacja w pompach jest zatem wynikiem implozji pęcherzyków pary. To jest właśnie powodem słyszalnych trzasków. Jeśli problem nie zostanie rozwiązany, może dojść do poważonego uszkodzenia pompy.

Czy kawitacji w pompach można łatwo uniknąć?

Wszystko zaczyna się od dokonania właściwego wyboru pompy. Należy zawsze sięgać po pompę przenośną o doskonałej charakterystyce NPSHr. Im niższe wartości charakterystyki NPSHr, tym mniejsze ryzyko uszkodzeń kawitacyjnych. Pomocne jest także prawidłowe określenie punktu pracy pompy. Wraz ze wznoszeniem się wykresu charakterystyki NPSHr rośnie ryzyko kawitacji. Jeżeli punkt pracy znajduje się zbyt daleko w prawo na krzywej parametrów, należy wybrać większy model pompy. Firma BBA Pumps wytwarza pompy przenośne o doskonałych charakterystykach NPSHr, tak aby ograniczyć ryzyko uszkodzeń kawitacyjnych.

Jeśli w istniejącej lub tymczasowej instalacji pompy nadal słychać trzaski, wypróbuj któreś z poniższych rozwiązań:

• Zainstaluj pompę bliżej lustra wody. 
• Zanurz rurę ssawną głębiej pod wodą.
• Zwiększ średnicę węża ssawnego. 
• Usuń wszelkie przeszkody* na przewodzie ssawnym.
• Uzyskaj wyższe przeciwciśnienie w przewodzie tłocznym.

Istnieje szereg innych środków, które można podjąć, aby zapobiec kawitacji w pompach, ale prowadzą one często do niepożądanych zmian w przebiegu tłoczenia:

• zmniejszenie prędkości pompy;
• obniżenie temperatury cieczy;
• zmniejszenie prędkości płynu;  
• zwiększenie ciśnienia wstępnego pompy.

Czy masz pytania dotyczące wyżej wymienionych modyfikacji mających na celu zapobieganie występowaniu kawitacji w pompach? Czy chcesz dowiedzieć się, dlaczego opisane modyfikacje mogą mieć duże znaczenie? Jeśli tak, skontaktuj się z nami.
 
* Wśród potencjalnych przeszkód można wymienić: niepotrzebne króćce pompy, załamania przewodu ssawnego, nieprawidłowo dobrany kosz ssawny, frakcje stałe. Wszystko, co może zakłócić przepływ cieczy po stronie ssawnej. 

Dla dociekliwych…

Jak powstają pęcherzyki pary?
Wyjaśnienia tego zjawiska należy szukać w podstawowych prawach fizyki. W określonych warunkach temperatury i ciśnienia w cieczy powstają pęcherzyki pary. Mowa tu o temperaturze wrzenia. W wodzie podgrzewanej na kuchence pęcherzyki pary powstają w temperaturze 100⁰C. Mówimy wtedy, że woda wrze. Zjawisko to zachodzi przy ciśnieniu atmosferycznym na poziomie morza wynoszącym 1 bar. Jeśli jednak zmniejszymy ciśnienie, woda zacznie wrzeć w niższej temperaturze. Przykładowo: na szczycie Mount Everest ciśnienie atmosferyczne wynosi zaledwie 0,31 bar, a podgrzewana woda zacznie wrzeć w temperaturze 69⁰C.

NPSHr – wymagana dodatnia wysokość ssania netto
Do kawitacji dochodzi, gdy ciśnienie ssania jest tak niskie, że w cieczy tworzą się pęcherzyki pary. Można temu zapobiec, wytwarzając określone bezwzględne ciśnienie wstępne po stronie ssawnej pompy. To minimalne ciśnienie wymagane do zapewnienia prawidłowego działania pomp i uniknięcia kawitacji nazywane jest dodatnią wysokością ssania netto lub NPSHr, gdzie r oznacza „required”, czyli wymagana. Wartość NPSHr jest inna dla każdej pompy – a nawet dla każdego punktu pracy – i jest pokazana na wykresie charakterystyki parametrów producenta konkretnej pompy.