1, Fenòmen de cavitació
Quan la pressió d'un líquid es redueix a la pressió de vaporització a una temperatura determinada, es generen bombolles al líquid. Aquest fenomen de generació de bombolles s'anomena cavitació. Les bombolles que es generen durant la cavitació, quan flueixen a alta pressió, disminueixen de volum i eventualment esclaten. El fenomen de les bombolles que desapareixen al líquid a causa de l'augment de pressió s'anomena col·lapse per cavitació.
Durant el funcionament de la bomba, si la pressió absoluta del líquid bombat en una àrea local (generalment un punt determinat més tard a l'entrada de la pala de l'impulsor) cau a la pressió de vaporització del líquid a aquesta temperatura per algun motiu, el líquid comença a vaporitzar-se en aquest lloc, produint una gran quantitat de vapor i formant bombolles. Quan el líquid que conté un gran nombre de bombolles passa cap endavant per l'àrea d'alta pressió-dins de l'impulsor, el líquid d'alta pressió-al voltant de les bombolles fa que les bombolles es redueixin ràpidament i fins i tot esclatin. Al mateix temps que la bombolla es condensa i es trenca, les partícules líquides omplen la cavitat a gran velocitat, generant un fort efecte de cop d'ariet i colpejant la superfície metàl·lica amb una freqüència d'impacte elevada. L'estrès d'impacte pot arribar a centenars o milers d'atmosferes, i la freqüència d'impacte pot arribar a desenes de milers de vegades per segon. En casos greus, pot provocar una ruptura del gruix de la paret.
El procés de generar bombolles a la bomba d'aigua i causar danys als components del flux a causa de la ruptura de bombolles s'anomena cavitació a la bomba d'aigua. Després que es produeixi la cavitació en una bomba d'aigua, no només danya els components de sobreintensitat, sinó que també produeix soroll i vibració, la qual cosa comporta una disminució del rendiment de la bomba. En casos greus, pot interrompre el líquid de la bomba i evitar que funcioni correctament.
2, fórmula de relació bàsica per a la cavitació de la bomba
Les condicions per a la cavitació de la bomba les determinen tant la bomba com el dispositiu d'aspiració. Per tant, s'ha de tenir en compte l'estudi de les condicions de cavitació tant des de la pròpia bomba com del dispositiu d'aspiració. La relació bàsica entre la cavitació de la bomba és
NPSHc Menor o igual a NPSHr Menor o igual a [NPSH] Menor o igual a NPSH
NPSHa=NPSHr (NPSHc) - Comença la cavitació de la bomba
NPSHa>NPSHr (NPSHc) - Bomba sense cavitació
A la fórmula, la dotació de cavitació del dispositiu NPSHa -, també coneguda com a subsidi de cavitació efectiva, com més gran sigui la quantitat, menys probabilitats hi haurà de cavitar;
NPSHr - Bonificació de cavitació de la bomba, també coneguda com a bonificació de cavitació necessària o caiguda de pressió dinàmica a l'entrada de la bomba. Com més petit sigui el NPSHr, millor serà el rendiment anti-cavitació;
NPSHc - dotació de cavitació crítica, es refereix a la dotació de cavitació corresponent a una certa disminució del rendiment de la bomba;
[NPSH] - El marge de cavitació admissible, és el límit de cavitació que s'utilitza per determinar les condicions de funcionament de la bomba, normalment es pren com a [NPSH]=(1,1-1,5) NPSHc.
3, Càlcul de la dotació de cavitació del dispositiu
NPSHa=Ps/ρg+Vs/2g-Pc/ρg=Pc/ρg±hg-hc-Ps/ρg
4, Mesures per prevenir la cavitació
To prevent cavitation, it is necessary to increase NPSHa so that NPSHa>NPSHr. Les mesures per prevenir la cavitat són les següents:
1. Reduïu l'alçada geomètrica d'aspiració Hg (o augmenteu l'alçada geomètrica del reflux);
2. Per reduir la pèrdua per inhalació hc, es poden fer esforços per augmentar el diàmetre de la canonada, minimitzar la longitud de la canonada, corbes i accessoris, etc.
3. Evitar un funcionament prolongat en condicions de trànsit elevat;
4. A la mateixa velocitat i cabal, l'ús d'una bomba d'aspiració doble redueix el cabal d'entrada i fa que la bomba sigui menys propensa a la cavitació;
Quan es produeix cavitació a la bomba, s'ha de reduir el cabal o la velocitat durant el funcionament;
L'estat de la piscina d'aspiració de la bomba té un impacte significatiu en la cavitació de la bomba;
7. Per a les bombes que funcionen en condicions dures, es poden utilitzar materials anti-cavitació per evitar danys per cavitació.
