1, Kavitacijos reiškinys
Kai tam tikroje temperatūroje skysčio slėgis sumažinamas iki garavimo slėgio, skystyje susidaro burbuliukai. Šis burbuliukų susidarymo reiškinys vadinamas kavitacija. Kavitacijos metu susidarančių burbuliukų, tekant aukštam slėgiui, tūris mažėja ir galiausiai sprogsta. Reiškinys, kai burbuliukai išnyksta į skystį dėl slėgio padidėjimo, vadinamas kavitacijos kolapsu.
Siurblio veikimo metu, jei absoliutus siurbiamo skysčio slėgis vietinėje srityje (dažniausiai tam tikru tašku vėliau sparnuotės mentės įleidimo angoje) dėl tam tikrų priežasčių nukrenta iki skysčio garavimo slėgio toje temperatūroje, skystis pradeda garuoti toje vietoje, gamindamas didelį kiekį garų ir susidarydamas burbuliukus. Kai skystis, kuriame yra daug burbuliukų, prasiskverbia į priekį per aukšto-slėgio sritį sparnuotės viduje, aplink burbulus esantis aukšto-slėgio skystis priverčia burbuliukus greitai susitraukti ir net sprogti. Tuo pačiu metu, kai burbulas kondensuojasi ir plyšta, skysčio dalelės dideliu greičiu užpildo ertmę, sukurdamos stiprų vandens plaktuko efektą ir dideliu smūgio dažniu atsitrenkdamos į metalinį paviršių. Smūgio įtempis gali siekti šimtus iki tūkstančių atmosferų, o smūgio dažnis – dešimtis tūkstančių kartų per sekundę. Sunkiais atvejais tai gali sukelti sienelės storio skilimą.
Burbuliukų susidarymas vandens siurblyje ir srauto komponentų pažeidimas dėl burbulo plyšimo vadinamas kavitacija vandens siurblyje. Vandens siurblyje įvykus kavitacijai, ji ne tik pažeidžia viršsrovių komponentus, bet ir sukelia triukšmą bei vibraciją, todėl sumažėja siurblio našumas. Sunkiais atvejais jis gali pertraukti skysčio siurblyje ir neleisti jam tinkamai veikti.
2, pagrindinė siurblio kavitacijos santykio formulė
Siurblio kavitacijos sąlygas nustato ir pats siurblys, ir siurbimo įtaisas. Todėl kavitacijos sąlygų tyrimas turėtų būti atliekamas tiek iš paties siurblio, tiek iš siurbimo įtaiso. Pagrindinis ryšys tarp siurblio kavitacijos yra
NPSHc Mažesnis arba lygus NPSHr Mažiau arba lygus [NPSH] Mažiau arba lygus NPSHa
NPSHa=NPSHr (NPSHc) - Prasideda siurblio kavitacija
NPSHa>NPSHr (NPSHc) - Siurblys be kavitacijos
Formulėje NPSHa - įrenginio kavitacijos pašalpa, taip pat žinoma kaip efektyvi kavitacijos pašalpa, kuo didesnė suma, tuo mažesnė kavitacijos tikimybė;
NPSHr - Siurblio kavitacijos rezervas, taip pat žinomas kaip būtinoji kavitacijos priemoka arba siurblio įleidimo angos dinaminis slėgio kritimas. Kuo mažesnis NPSHr, tuo geresnis antikavitacijos efektyvumas;
NPSHc - kritinė kavitacijos norma, reiškia kavitacijos ribą, atitinkančią tam tikrą siurblio našumo sumažėjimą;
[NPSH] - Leidžiama kavitacijos nuolaida – tai kavitacijos pašalpa, naudojama siurblio veikimo sąlygoms nustatyti, paprastai laikoma [NPSH]=(1,1–1,5) NPSHc.
3, Prietaiso kavitacijos apskaičiavimas
NPSHa=Ps/ρg+Vs/2g-Pc/ρg=Pc/ρg±hg-hc-Ps/ρg
4, Kavitacijos prevencijos priemonės
To prevent cavitation, it is necessary to increase NPSHa so that NPSHa>NPSHr. Kavitacijos prevencijos priemonės yra šios:
1. Sumažinkite geometrinį įsiurbimo aukštį Hg (arba padidinkite geometrinį atgalinio srauto aukštį);
2. Siekiant sumažinti įkvėpimo nuostolius hc, galima stengtis padidinti vamzdžio skersmenį, sumažinti vamzdyno ilgį, posūkius, priedus ir pan.;
3. Užkirsti kelią ilgalaikiam veikimui intensyvaus eismo sąlygomis;
4. Esant tokiam pačiam greičiui ir srautui, naudojant dvigubą siurbimo siurblį, sumažėja įleidimo srautas ir siurblys yra mažiau linkęs į kavitaciją;
Kai siurblyje atsiranda kavitacija, darbo metu reikia sumažinti srautą arba sumažinti greitį;
Siurblio siurbimo baseino būklė turi didelę įtaką siurblio kavitacijai;
7. Siurbliams, dirbantiems atšiauriomis sąlygomis, gali būti naudojamos antikavitacinės medžiagos, kad būtų išvengta kavitacijos pažeidimų.
