کاویتاسیون چیست و چگونه کاویتاسیون بر راندمان پمپ ها تأثیر می گذارد؟
کاویتاسیون به شکل گیری و فروپاشی حباب ها یا حفره های بخار درون مایع گفته می شود که اغلب در اثر تغییرات سریع فشار ایجاد می شود. به طور کلیکاویتاسیون زمانی اتفاق میافتد که فشار موضعی یک مایع کمتر از فشار بخار میشود و باعث تبخیر مایع و تشکیل حباب میشود. سپس این حبابها هنگامی که به ناحیهای با فشار بالاتر حرکت میکنند، به سرعت فرو میریزند و امواج ضربهای شدید و دمای محلی بالا ایجاد میکنند که میتواند به سطوح مجاور آسیب برساند.
کاویتاسیون می تواند در پمپ های اسلاری گریز از مرکز، پروانه ها و سایر ماشین آلات سیال هنگامی که فشار بسیار کم می شود رخ دهد که منجر به لرزش، صدا و فرسایش قطعات می شود.
عواملی که بر کاویتاسیون تاثیر می گذارند شامل خواص فیزیکی مایع (ویسکوزیته، کشش سطحی، فشار بخار)، دما و فرکانس و شدت تغییرات فشار است.
جلوگیری از کاویتاسیون شامل ملاحظات طراحی مانند اندازه مناسب اجزاء، کنترل نرخ جریان و حفظ فشار کافی در سیستم است.
کاهش عملکرد هیدرولیک: کاویتاسیون می تواند باعث کاهش عملکرد هیدرولیکی پمپ شود و منجر به افت هد و دبی پمپ شود. این باعث کاهش راندمان کلی پمپ می شود.
آسیب پروانه: فروپاشی حباب های بخار در حین کاویتاسیون می تواند باعث فرسایش شدید و آسیب به پروانه پمپ شود. این آسیب پروانه باعث کاهش بیشتر بازده پمپ در طول زمان می شود.
لرزش و نویز: کاویتاسیون باعث ایجاد ارتعاش و نویز در پمپ می شود که می تواند با ایجاد مشکلات مکانیکی باعث کاهش راندمان شود.
موجزایی: کاویتاسیون میتواند منجر به افزایش جریان شود، جایی که پمپ جریان ناپایدار و نوسانی را تجربه میکند، که بر راندمان تأثیر منفی میگذارد.
افزایش مصرف برق: برای حفظ جریان و هد مورد نظر، یک پمپ کاویتاسیون ممکن است به توان ورودی بیشتری نیاز داشته باشد و بازده کلی پمپ را کاهش دهد.
به طور خلاصه، کاویتاسیون یک مشکل عمده برای پمپ ها است زیرا می تواند عملکرد هیدرولیکی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد، باعث آسیب فیزیکی به قطعات شود و منجر به افزایش مصرف برق شود – که همه اینها به کاهش قابل توجهی در راندمان پمپ کمک می کند. پیشگیری و کاهش کاویتاسیون برای حفظ عملکرد و راندمان مطلوب پمپ بسیار مهم است.
علائم شنیداری
- صداهای بلند، غرغر یا ترقه که از پمپ می آید، اغلب به صورت شن یا سنگ در حال عبور از پمپ توصیف می شود.
- ارتعاشات غیرمعمولی که معمولاً هنگام کار با پمپ و تجهیزات مربوطه تجربه نمی شوند.
علائم عملکرد
- کاهش فشار یا دبی دبی به خصوص در پمپ های اسلاری گریز از مرکز
- مصرف برق نوسان، اغلب بالاتر از حد معمول برای دستیابی به توان یکسان
- ناهماهنگی یا افت سطح مخزن مکش
علائم فیزیکی
- افزایش دمای مایع پمپ شده، نزدیک شدن به نقطه فشار بخار آن
- وجود حباب های بخار در لوله کشی به دلیل تلاطم یا گرداب
- ساییدگی و آسیب به پروانه پمپ، مهر و موم، یاتاقان ها یا سایر اجزای داخلی
علائم نظارتی
- افزایش ارتعاشات با فرکانس بالا بین 300000 – 650000 CPM که اغلب قبل از علائم شنیداری دیده می شود.
- اعوجاج یا قطع شدن سیگنال ارتعاش، نشان دهنده بارگذاری بیش از حد سنسور توسط ارتعاشات با دامنه بالا و فرکانس بالا است.
نتایج جستجو تاکید می کند که در حالی که علائم شنیداری مانند سر و صدا و ارتعاش بارزترین شاخص های کاویتاسیون هستند، تا زمانی که این موارد قابل توجه باشند، احتمالاً آسیب قابل توجهی قبلاً رخ داده است. نظارت پیشگیرانه برای علائم اولیه مانند ارتعاشات فرکانس بالا و تغییرات عملکرد می تواند به تشخیص حفره قبل از اینکه منجر به مشکلات اساسی شود کمک کند. انتخاب، نصب و نگهداری صحیح پمپ در وهله اول کلید جلوگیری از کاویتاسیون است.
تعمیر و نگهداری و بازرسی منظم
- برای شناسایی هر گونه علائم سایش یا آسیب ناشی از کاویتاسیون، اجزای پمپ، از جمله پروانه، محفظه و مهر و موم را به طور منظم بازرسی کنید.
- قطعات فرسوده یا آسیب دیده را به سرعت تعویض کنید تا از خراب شدن بیشتر و مشکلات حفره جلوگیری شود.
- صافی های مکش و فیلترها را به طور منظم تمیز کنید تا از جریان بدون مانع و جلوگیری از انسدادی که می تواند منجر به کاویتاسیون شود، جلوگیری کنید.
پایش و تشخیص زودهنگام
- از تکنیک های نظارت بر وضعیت مانند تجزیه و تحلیل ارتعاش، نظارت صوتی، و بازرسی های بصری برای تشخیص علائم اولیه حفره، مانند افزایش صدا، لرزش، یا تغییرات در عملکرد پمپ استفاده کنید.
- به طور منظم پارامترهای عملیاتی کلیدی مانند سرعت جریان، فشار و دما را برای شناسایی هرگونه انحراف که می تواند نشان دهنده شروع حفره باشد، نظارت کنید.
نگهداری پیشگیرانه
- برای حفظ عملکرد بهینه پمپ و جلوگیری از کاویتاسیون، وظایف تعمیر و نگهداری پیشگیرانه مانند برش پروانه یا تعویض آن را قبل از سایش قابل توجه انجام دهید.
- یک برنامه تعمیر و نگهداری پیشبینیکننده برای پیشبینی و رسیدگی به مسائل احتمالی کاویتاسیون قبل از بروز آنها اجرا کنید.
روغن کاری و خنک کننده مناسب
- اطمینان حاصل کنید که یاتاقانها، مهر و موم و سایر اجزای پمپ به درستی روغن کاری شدهاند تا اصطکاک و تولید گرما را به حداقل برسانید، که میتواند در ایجاد کاویتاسیون نقش داشته باشد.
- برای جلوگیری از رسیدن مایع به فشار بخار و ایجاد حفره، محدوده دمای توصیه شده سیال را حفظ کنید.
بهینه سازی سیستم
به طور منظم شرایط عملکرد پمپ و طراحی کلی سیستم را بررسی کنید تا هرگونه تغییر یا اصلاحی را که می تواند به کاهش کاویتاسیون کمک کند، مانند تنظیم نرخ جریان یا افزایش فشار مکش، شناسایی کنید.
انتخاب و طراحی صحیح پمپ
پمپی را با سر مکش خالص مثبت (NPSHr) انتخاب کنید تا خطر کاویتاسیون را به حداقل برسانید. هر چه NPSHr کمتر باشد، احتمال کاویتاسیون کمتر است.
بهینه سازی طراحی پروانه
طراحی پروانه باید بهینه شود تا جریان یکنواخت و بدون اغتشاش بیش از حد ایجاد شود که می تواند منجر به کاویتاسیون شود.
شرایط مکش را مدیریت کنید
با استفاده از لوله های با قطر بزرگتر، کاهش تعداد خم ها/اتصالات و کوتاه نگه داشتن خط مکش تا حد امکان، افت فشار را در لوله مکش به حداقل برسانید.
با فرو بردن لوله مکش در عمق بیشتر منبع مایع یا نصب پمپ به سطح مایع، فشار را در ورودی پمپ افزایش دهید.
دمای سیال را در محدوده توصیه شده سازنده حفظ کنید، زیرا دماهای بالاتر می تواند فشار بخار را کاهش داده و خطر ایجاد حفره را افزایش دهد.
تنظیمات عملیاتی
کاهش سرعت پمپ می تواند به کاهش افت فشار و احتمال کاویتاسیون کمک کند.
افزودن فشار برگشتی به سمت تخلیه پمپ می تواند به افزایش فشار در پروانه و جلوگیری از حفره شدن کمک کند.
صافی های مکش را به طور مرتب تمیز و نگهداری کنید تا از انسدادی که می تواند منجر به کاویتاسیون شود، جلوگیری کنید.
با اجرای این بهترین روشها برای نگهداری پمپ، میتوانید به طور موثر از کاویتاسیون جلوگیری کرده و آن را کاهش دهید، طول عمر پمپهای خود را افزایش دهید و از عملکرد قابل اعتماد سیستم اطمینان حاصل کنید.
برای کسب اطلاعات بیشتر و یا ثبت سفارش می توانید با ما در تماس باشید.