Кавітація - скачок тиску
Термін кавітація часто використовується у зв'язку з відцентровими пожежними насосами. Але що це насправді? Далі ми намагаємося дати просту відповідь без великої теорії.
При якій температурі кипить вода?
Ви напевно думаєте: дурне питання! Звичайно, при 100 ° C. Але це не зовсім так. Вода кипить лише на рівні 100 ° C на рівні моря. Однак на горі Еверест вода вже закипає при температурі близько 70 ° C. Чому так? Тиск повітря зменшується із збільшенням висоти. Чим нижчий тиск навколишнього середовища, тим нижча температура кипіння рідини. Образно кажучи, рідина тисне менше повітря. Тому їй потрібно менше енергії (тепла) для випаровування.
Отже, є два способи доведення води до кипіння:
1. Тиск залишається постійним, температура підвищена.
Ви відчуваєте цю справу щодня, готуючи каву. Тиск навколишнього середовища залишається постійним, а температура в каструлі підвищена.
2. Тиск знижується, температура залишається постійною.
Цей випадок можна спостерігати в насосах. Тиск знижується, наприклад, на стороні всмоктування насоса (негативне значення на манометрі). Температура залишається постійною. Якщо тиск знизити досить далеко, то навіть холодна вода випарується. При 20 ° C вода випаровується при досягненні -0,98 бар (тиск манометра) або 0,02 бар (абсолютне значення). Це створює бульбашки пари, як у каструлі.
Такого низького тиску не буде досягнуто на манометрі на вході в насос. Але всередині насоса тиск падає ще більше. Кавітація відбувається особливо в районі швидко обертається крильчатки.
Наслідки кавітації
Пара займає більше місця, ніж рідка вода. Кожен пожежник знає цей ефект від пожежогасіння: літр води, розпорошеної у вогонь, повертається, як приблизно 1700 літрів пари. У насосі це призводить до падіння витрати. Якщо також транспортуються бульбашки пари, місця для води стає менше.
Коли тиск знову підвищується (наприклад, на стороні тиску насоса), бульбашки пари раптово знову руйнуються. Раптово зникла «порожнина» дуже швидко заповнюється навколишньою водою. Це призводить до коротких, але надзвичайно високих піків тиску, іноді до 1000 бар. Ці "шпильки" руйнують насоси. Зазвичай не відразу, але "постійне капання зношує камінь".
Як ви помічаєте кавітацію?
Подивитися: Менший потік насоса означає, що з сопла виходить менше води.
Слухай: Парові бульбашки передавали звук, схожий на повітря в трубі. Руйнуються бульбашки пари звучать як дощ на жерстяній покрівлі.
Відчути: Насос не працює безперебійно. У насосі виникають вібрації та «стуки».