آیا تا به حال صدای عجیب و غریبی از پمپ آب شنیده‌اید یا کاهش عملکرد آن را تجربه کرده‌اید؟ شاید این علائم به پدیده‌ای به نام کاویتاسیون مربوط باشد، اما کاویتاسیون چیست؟ این پدیده چگونه می‌تواند یک پمپ قوی را به چالش بکشد و عملکرد آن را مختل کند؟ کاویتاسیون یکی از مشکلات رایج در پمپ‌هاست که بر اثر کاهش فشار در بخش‌هایی از پمپ رخ می‌دهد و باعث تبدیل مایع به بخار می‌شود. این پدیده زمانی اتفاق می‌افتد که فشار مایع از میان نازل مکش و چشمی پروانه عبور می‌کند و به دلیل افت فشار، حباب‌های بخار تشکیل می‌شود. این حباب‌ها هنگام ترکیدن، شوک شدیدی ایجاد می‌کنند که می‌تواند به آسیب قطعات داخلی مانند پروانه و هوزینگ منجر شود. برای درک کاویتاسیون در پمپ آب چیست؟ با ما همراه باشید.
نحوه شکل‌گیری فرآیند کاویتاسیون در پمپ
فرآیند کاویتاسیون در پمپ آب چیست؟ برای رسیدن به پاسخ این سوال با ما همراه باشید. فرآیند کاویتاسیون، در دو مرحله زیر انجام می‌شود:
- تشکیل حباب در مایع: وقتی جسمی با سرعت زیاد در مایع حرکت می‌کند (مثل پروانه پمپ)، فشار در برخی نواحی کاهش می‌یابد. این کاهش می‌تواند مایع را به نقطه اشباع رسانده و حباب‌های بخار را تشکیل دهد که در نواحی کم‌فشار تجمع می‌کنند.
- تخریب ناشی از فروپاشی حباب‌ها: حباب‌های بخار در نواحی پرفشار فروپاشیده و میکروجت‌های پرانرژی ایجاد می‌کنند که به سطح قطعات آسیب می‌زنند. این ضربه‌های مکرر به مرور باعث تخریب سطح و کاهش عمر تجهیزات می‌شود.
پیشنهاد خرید: پمپ آب پنتاکس
انواع کاویتاسیون در پمپ آب
بطور کلی سه نوع کاویتاسیون در پمپ‌ها ممکن است اتفاق بیوفتد:
| کاویتاسیون تبخیری
|
کاویتاسیون تبخیری زمانی رخ می‌دهد که فشار در ورودی پمپ کمتر از فشار بخار سیال شود و مایع به بخار تبدیل گردد. حباب‌های بخار پس از برخورد با فشار بالا در پمپ فرو می‌پاشند و باعث ایجاد حفره‌هایی در سطح قطعات می‌شوند. این نوع کاویتاسیون زمانی اتفاق می‌افتد که NPSHA (حداقل فشار خالص در دسترس) از NPSHR (حداقل فشار خالص مورد نیاز برای پمپ) کمتر باشد. |
| کاویتاسیون جریان برگشتی
|
اگر جریان سیال به درستی از پمپ تخلیه نشود یا بخش تخلیه مسدود شود، جریان برگشتی باعث ایجاد خلا نسبی در پمپ می‌شود که منجر به تشکیل حباب‌های بخار و آسیب به سطوح داخلی پمپ می‌گردد. این پدیده به نام کاویتاسیون شناخته می‌شود و عملکرد پمپ را کاهش می‌دهد. |
| کاویتاسیون ناشی از مکش هوا
|
کاویتاسیون گاهی به دلیل ورود هوا همراه با سیال به پمپ رخ می‌دهد، زمانی که سیستم آب‌بندی پمپ خراب باشد و نشتی هوا از ورودی یا لوله‌های مکش اتفاق بیفتد؛ ورود هوا باعث تشکیل حباب‌های بخار می‌شود که پس از ترکیدن، به پمپ آسیب می‌زنند. |
مشکلات بروز کاویتاسیون در پمپ
کاویتاسیون در پمپ آب چیست؟ کاویتاسیون می‌تواند مشکلات زیادی به همراه داشته باشد که برخی از این مشکلات عبارتند از:
- آسیب به قطعات پمپ: کاویتاسیون می‌تواند باعث ایجاد حفره‌ها و سوراخ‌هایی در سطح پروانه و دیگر قسمت‌های داخلی پمپ شود. این تخریب‌های میکروسکوپی به مرور زمان باعث کاهش کارایی پمپ و خرابی قطعات می‌شود.
- کاهش عملکرد پمپ: با تخریب سطح قطعات و کاهش حجم سیال در پروانه، کارایی پمپ کاهش می‌یابد و باعث عدم تأمین جریان مطلوب و فشار مورد نیاز در سیستم گردد.
- افزایش ارتعاشات و نویز: در حین بروز کاویتاسیون، حباب‌هایی تشکیل شده و در زمان فروپاشی آنها، انرژی زیادی آزاد می‌شود که منجر به تولید ارتعاشات شدید و نویز می‌گردد.
- کاهش عمر مفید پمپ: آسیب‌های ناشی از کاویتاسیون به قطعات پمپ، می‌تواند عمر مفید پمپ را کاهش دهد. نیاز به تعمیرات و تعویض قطعات می‌تواند هزینه‌های نگهداری را به طور قابل توجهی افزایش دهد.
- نوسانات جریان و فشار: کاویتاسیون باعث ایجاد نوسانات در جریان و فشار پمپ می‌شود که می‌تواند به اختلال در فرآیندهای صنعتی یا سیستم‌های آب‌رسانی منجر شود.( پیشنهاد خرید: خرید پمپ آب کشاورزی)
- اتلاف انرژی: کاویتاسیون باعث ایجاد اختلال در حرکت مایع و تغییر در دبی و فشار سیستم می‌شود که می‌توانند منجر به اتلاف انرژی شده و بهره‌وری کلی سیستم را کاهش دهند.
روش‌های جلوگیری از پدیده کاویتاسیون
کاویتاسیون چیست؟ کاویتاسیون می‌تواند به دلیل عوامل مختلفی مانند تبخیری، جریان برگشتی یا مکش هوا در پمپ‌ها ایجاد شود. برای جلوگیری از این پدیده و مشکلات ناشی از آن، روش‌های متعددی وجود دارد که به شرح زیر است:
| بررسی سیستم آب‌بندی پمپ | مطمئن شوید که سیستم آب‌بندی پمپ به درستی عمل می‌کند و هیچ‌گونه نشتی در پمپ وجود ندارد. نشتی در پمپ، می‌تواند باعث کاهش فشار و ایجاد شرایط لازم برای بروز کاویتاسیون شود. |
| بازبینی سیستم لوله‌کشی | لوله‌ها و اتصالات باید بدون ترک‌خوردگی و نشتی باشند. هرگونه آسیب به لوله‌ها، منجر به کاهش فشار و ایجاد شرایط برای تشکیل حباب‌ها می‌گردد. |
| اطمینان از وجود سیال در مخزن ذخیره | سطح مایع در مخزن باید همواره در حد کافی باشد. کمبود سیال در مخزن، باعث کاهش فشار در ورودی پمپ و بروز کاویتاسیون می‌شود. |
| بالا بردن مخزن نسبت به پمپ | با قرار دادن مخزن در ارتفاع بالاتر یا نصب پمپ در داخل گودال یا چاه، می‌توانید فشار ورودی پمپ را افزایش دهید و از ایجاد خلا جلوگیری کنید. |
| کاهش فاصله بین مخزن و پمپ | کاهش فاصله بین مخزن و پمپ موجب کاهش احتمال افت فشار در مسیر لوله‌کشی می‌شود و به جلوگیری از بروز کاویتاسیون کمک می‌کند. |
| کاهش دور موتور پمپ | کاهش سرعت چرخش موتور پمپ می‌تواند فشار ورودی را افزایش دهد و از بروز کاویتاسیون جلوگیری کند، زیرا فشار به میزان کمتری کاهش می‌یابد. |
| کاهش دمای پمپ یا سیال | کاهش دمای پمپ یا سیال باعث کاهش فشار بخار و در نتیجه جلوگیری از تبخیر و تشکیل حباب‌ها می‌شود. |
| استفاده از پروانه با چشمی بزرگتر | در صورت امکان، از پروانه با چشمی بزرگتر استفاده کنید یا قطر چشمی پروانه را افزایش دهید. این کار باعث کاهش سرعت سیال در داخل پمپ و کاهش احتمال بروز کاویتاسیون می‌شود. |
سخن آخر
در این مقاله به پدیده‌ای به نام کاویتاسیون در پمپ آب چیست؟ پرداخته شد؛ پدیده‌ای مخرب که علاوه بر ایجاد صدای آزادهنده به مرور زمان می‌تواند صدمات و خساراتی را به پروانه پمپ و خود دستگاه وارد کند. کاویتاسیون در پمپ آب چیت؟ پدیده‌ای است که زمانی رخ می‌دهد که فشار در داخل پمپ به حدی کاهش یابد که مایع بخار شود و حباب‌های گازی تشکیل گردد. این حباب‌ها پس از فروپاشی می‌توانند به سطوح داخلی پمپ آسیب برسانند. برای جلوگیری از این پدیده، باید طراحی سیستم به دقت انجام شده و اجزای پمپ به درستی انتخاب شوند. همچنین، بررسی منظم سیستم آب‌بند، لوله‌کشی و مخزن سیال برای اطمینان از عملکرد صحیح آنها اهمیت دارد. مراقبت از این موارد می‌تواند عمر مفید پمپ را افزایش داده و از آسیب‌های جدی جلوگیری نماید.
سوالات متداول
کاویتاسیون در پمپ آب چیست؟
کاویتاسیون زمانی رخ می‌دهد که فشار در پمپ به حدی کاهش یابد که مایع بخار شود و حباب‌های گازی تشکیل گردد. این حباب‌ها پس از فروپاشی به سطوح داخلی پمپ آسیب می‌زنند.
چه عواملی باعث بروز کاویتاسیون در پمپ می‌شود؟
کاویتاسیون می‌تواند به دلیل کاهش فشار در ورودی پمپ، دما، سرعت بالای پمپ یا نشتی در سیستم لوله‌کشی و آب‌بند اتفاق بیفتد.
چگونه می‌توان از کاویتاسیون جلوگیری کرد؟
برای جلوگیری از کاویتاسیون، باید از طراحی مناسب پمپ، بررسی سیستم لوله‌کشی، نگهداری صحیح آب‌بند و اطمینان از وجود فشار کافی در ورودی پمپ اطمینان حاصل کرد.
ممکنه کاویتاسیون به مرور زمان باعث خرابی کامل پمپ بشه؟ چه راه هایی برای جلوگیری ازش وجود داره؟
سلام دوست عزیز! بله، کاویتاسیون در صورت تداوم می‌تواند باعث خوردگی پره‌ها، آسیب به بدنه پمپ و در نهایت خرابی کامل آن شود. برای جلوگیری، باید NPSH موجود از مقدار مورد نیاز پمپ بیشتر باشد، مکش پمپ به‌درستی طراحی شود و از کار در شرایط با فشار پایین خودداری گردد.