کاویتاسیون در پمپ ها چیست؟ علت بروز کاویتاسیون در پمپ های سانتریفیوژ (گریز از مرکز) چیست؟ کاویتاسیون یا “حباب زایی” یا “حفره سازی” زمانی اتفاق می افتد که دبی و فشار مناسب برای پمپاژ سیال به اندازه کافی نیست (در ناحیه‌ای از مایع با فشار پایین، حباب بخار شکل می‌گیرد) و باعث ایجاد حباب ها یا حفره های گازی می شود که این حباب ها می توانند حفره، بخار گازی یا خلاء باشند و باعث ایجاد امواج ضربه ای کوچک به قطعات پمپ شوند. این ضربه ها یا امواج به مرور زمان باعث سوراخ های کوچک در قسمت هایی از پمپ شده که به آن آسیب می رساند. اغلب این پدیده در پمپ های گریز از مرکز حول محور پروانه اتفاق می افتد. علت این مساله می تواند راندن حباب ها از وسط پروانه به لبه بیرونی باشد که بر اثر نیروی گریز از مرکز باعث ایجاد فشار بیشتر شده و به سرعت فرو می ریزند و منجر به نیروی زیاد می شوند. پدیده کاویتاسیون در پمپ های دیگر نیز اتفاق می افتد به صورت معمول هر نوع دستگاه پمپ هیدرولیکی که با سیال در ارتباط است احتمال ایجاد پدیده کاویتاسیون را دارد.
عوامل موثر در کاویتاسیون پمپ ها
عوامل موثر در کاویتاسیون
شرایط، محیط ها و پمپ های مختلف می توانداز عوامل موثر در کاویتاسیون باشند. برخی از فاکتورها برای علت ایجاد کاویتاسیون عبارتند از:
- فیلتر یا صافی در پمپ مسدود شده و جریان را محدود می کند که منجر به ایجاد حباب یا ایجاد حفره ها می شود.
- ویسکوزیته سیال مناسب با دبی و فشار نباشد یا با شلنگ اشتباه و نامناسب انتقال پیدا کند. با افزایش ویسکوزیته سیال باید شیلنگ صیقلی و روان با قطر مناسب در نظر گرفته شود.
- نباید شیلنگ های سیال سست و بی کیفیت باشند زیرا به راحتی نشتی پیدا کرده و باعث ایجاد مشکلات کاویتاسیون در سیستم می شود.
- انتخاب موقعیت مناسب برای مخزن مهم است. اگر مخزن در زیر پمپ قرار بگیرد پمپ باید فشار را کاهش دهد تا سیال به صورت عمودی از ورودی مکش شود. توجه داشته باشید با افزایش طول لوله شیلنگ ورودی احتمال ایجاد پدیده کاویتاسیون افزایش می یابد.
- سیالات گرم یا داغ با نزدیک شدن به نقطه جوش باعث ایجاد فشار بخار اضافی می شوند و احتمال کاویتاسیون افزایش می یابد.
- به صورت کلی هر فرایندی که باعث اختلال یا ضعف در مکش شود و فشار را در سیستم کاهش دهد باعث ایجاد حفره های گازی یا حباب می شود.
علائم پدیده کاویتاسیون در پمپ ها
برخی از علائم کاویتاسیون در سیستم های پمپ و دوزینگ پمپ ها عبارتند از:
- افزایش صدا و لرزش زیاد در پمپ ها به دلیل انرژی آزاد شده در سیستم
- آسیب به مهر و موم ها، یاتاقان ها و ایجاد نشتی در سیستم
- تحمیل بار اضافی به پمپ که می تواند منجر به مصرف انرژی بیشتر شود
- ایجاد حباب ها بر روی خروجی
همه این علائم می تواند از کاویتاسیون در سیستم باشد این پدیده در صورت عدم کنترل در نهایت می تواند غیر قابل تعمیر، باعث فرسایش و در نهایت خرابی پمپ شود.
راهکارهای جلوگیری از کاویتاسیون در پمپ ها
- استفاده از شیلنگ ورودی مناسب از منبع به پمپ با جنس مقاوم و سازگار با ویسکوزیته سیال
- اگر سیال شما مایعات داغ است باید مخزن بالاتر از پمپ قرار بگیرد تا نیروی جاذبه بتواند سیال را به سمت پمپ هدایت کند و از ایجاد حباب های ناشی از فشار بخار اضافی مایعات داغ جلوگیری شود.
- استفاده از شلنگ ورودی قوی و در عین حال نرم یا PVC انعطاف پذیر ( شیلنگ شفاف فشار قوی یا پلی اتیلن)
راهکارهای جلوگیری از پوسیدگی پمپ
با استفاده از تعمیر و نگهداری مناسب می توان از پوسیدگی و آسیب پمپ ها جلوگیری کرد. اولین نکته مهم تناسب پمپ یا دوزینگ پمپ و قطعات دوزینگ پمپ مورد استفاده در سیستم با ویسکوزیته سیال است. در مرحله بعدی اجرای پیکر بندی و نصب صحیح پمپ ها و دوزینگ پمپ ها می تواند از خرابی و پوسیدگی آنها در بلند مدت جلوگیری کند. توجه داشته باشید اندازه مناسب شیلنگ در ورودی مهم است. شیلنگ نباید خیلی بزرگ یا خیلی کوچک باشد زیرا شلینگ های خیلی کوتاه می توانند باعث ایجاد حفره و حباب شوند و شیلنگ های بلند نیز مشکلاتی برای پرایمینگ ایجاد می کنند. پمپ های سانتریفیوژ به دلیل دبی بالا کنترل خروجی دشواری دارند و فشار برگشتی آنها در سیستم نیز زیاد است. اما پمپ های پیستونی به علت جریان کند تر مشکلات کاویتاسیون کمتری را دارند. در صورت جایگزینی می توانید از پمپ های پیستونی استفاده کنید.
راهکارهای کاهش پدیده کاویتاسیون
برای کاهش شدت کاویتاسیون در سیستم های دوزینگ و یا پمپ ها می توانید از روش های زیر استفاده کنید که عبارتند از:
- حواستان باشد منبع مایع خالی نباشد و سطح آب را افزایش دهید.
- قطر شیلنگ ورودی مناسب باشد در صورت تردید در این زمینه از یک کارشناس متخصص بهره ببرید.
- تا جای ممکن از شیلنگ های کوتاه استفاده کنید
- بهتر است منبع بالاتر از پمپ قرار بگیرد تا توسط گرانش به سمت پمپ هدایت شود.
- استفاده از اتصالات مناسب و عدم استفاده از زانوهای زیاد و موارد دیگر می تواند موثر باشد.
- استفاد از شیلنگ های ورودی انعطاف پذیر و مقاوم اهمیت زیادی دارد.
- کمک از یک متخخص برای خرید پمپ مناسب در سیستم می باشد.
- اضافه کردن یک القا کننده به ورودی پمپ
- بهینه سازی طراحی پروانه در پمپ ها
- کمتر کردن دبی پمپ بر اساس تنظیمات
انواع کاویتاسیون در پمپ ها
علت ایجاد کاویتاسیون در پمپ های مختلف بخصوص پمپ های گریز از مرکز را قبلاً توضیح دادیم دراین قسمت می خواهیم شما را با انواع کاویتاسیون آشنا کنیم.
- کاویتاسیون تبخیری: این نوع کاویتاسیون یکی از رایج ترین نمونه های کاویتاسیون در پمپ ها است و در اثر پایین بودن مقدار مطلق مکش مثبت در سیستم (NPSHA) نسبت به مقدار مطلق مکش مثبت لازم برای کارکرد مناسب پمپ که توسط شرکت سازنده ارائه می شود (NPSHR)، ایجاد می شود. به منظور جلوگیری از حفره زایی در سیستم باید NPSHA نسبت به NPSHR بالاتر نگه داشته شود.
- کاویتاسیون چرخش مجدد داخلی (Recirculation): این نوع پدیده کاویتاسیون زمانی اتفاق می افتد که جریان به هر دلیلی نمی تواند از قسمت تخلیه پمپ خارج شود و یا از قسمت مکش پمپ وارد شود. این امر باعث ایجاد چرخش مجدد یا “recirculation” در جریان داخل پمپ می شود و منجر به آسیب می شود.
- کاویتاسیون از نوع مکش هوا: در صورت ایجاد خلا در داخل پمپ می تواند مکش هوا به داخل پمپ اتفاق بیفتد. این پدیده مکش هوا هم باعث ایجاد اختلال در کارکرد پمپ و هم آسیب به پمپ و اجزای آن می شود. برای جلوگیری از این اتفاق باید قطعات مختلف پمپ و کل سیستم به خوبی آب بندی و متصل شوند تا مکش هوا رخ ندهد.
جمع بندی:
پدیده کاویتاسیون شاید تنها پدیده ای است که به مرور زمان می تواند صدمات جبران ناپذیری به پمپ ها وارد کند. به همین دلیل، علت بروز کاویتاسیون در پمپ ها و جلوگیری از کاویتاسیون در پمپ به منظور پیشگیری و یا کاهش می تواند در طول عمر مفید دوزینگ پمپ ها موثر و مفید باشد. بهتر است در این زمینه از یک مشاور و متخصص بهره ببرید تا هم در زمینه نصب و هم در زمینه تنظیمات پمپ با مشکل خاصی روبرو نشوید. مجموعه و بازرگانی آقای پمپ به عنوان وارد کننده با داشتن نیروی متخصص فنی می تواند در این زیمنه به شما کمک کند.
