محاسبات لازم برای جلوگیری از پدیده کاویتاسیون

همان طور که در مقاله پدیده کاویتاسیون در پمپ ها توضیح داده شد، پدیده کاویتاسیون از مخرب ترین پدیده هایی است که باعث آسیب رساندن جدی به پمپ می­شود و باید محاسبات دقیق انجام شود و شرایط به گونه ای محیا شود که این پدیده رخ ندهد. به همین منظور سازندگان پمپ  نموداری ارائه می­دهند که در آن فشار مکش مثبت خالص مورد نیاز (NPSH_re) نسبت به دبی را ارائه می­دهد. با توجه به شرایطی که پمپ در آن کار می­کند باید فشار مکش مثبت خالص موجود (NPSH_av) را محاسبه نمود. برای جلوگیری از پدیده کاویتاسیون باید همیشه رابطه زیر برقرار باشد.

NPSH_av > NPSH_re

NPSH_av برای سیستم­ های باز به صورت زیر محاسبه می شود.

NPSH_av=(فشار جو) – (افت فشار در قسمت مکش) – (فشار بخار مایع)±(ارتفاع مکش استاتیک)

 فشار جو در اتفاعات مختلف متفاوت است و از جدول زیر استخراج می شود:

فشار بخار مایع بر حسب دما تغییر می­کند که از نمودار زیر برای آب استخراج می­ گردد.

افت فشار در قسمت مکش نیز بر اساس لوله کشی­های موجود در قسمت مکش می­تواند متغیر باشد.

ارتفاع مکش استاتیک میزان اختلاف سطح مایع با پمپ است که در صورتی که مایع به پمپ مسلط باشد با علامت مثبت و در صورتی که پمپ به مایع مسلط باشد با علامت منفی لحاظ می­شود.

مثال اول: پمپی در ارتفاع 2000 متری از سطح دریا واقع شده است و از مخزنی آب را پمپ می کند که سطح آب 2 متر از پمپ بالاتر است. دمای آب 25 درجه می باشد. با صرف نظر از افت ورودی NPSH_av را حساب کنید.

با توجه با اینکه پمپ در ارتفاع 2000 متری قرار دارد فشار جو طبق جدول بالا 8.1 m می­ باشد.

همچنین در دمای 25 درجه فشار بخار طبق نمودار بالا برابر 0.5 m است.

NPSH_av=8.1 – 0 – 0.5 + 2=9.6 m

مثال دوم: مثال اول را در شرایطی که ارتفاع آب مخزن 4 متر پایین تر از پمپ باشد حساب کنید.

NPSH_av=8.1 – 0 – 0.5 – 4=3.6 m

نکته: در هر دو مثال بالا باید به نمودار پمپ مراجعه کرده و بر اساس دبی NPSH_re­ را از روی نمودار خواند که عدد خوانده شده باید کمتر از اعداد محاسبه شده بالا باشد.

مثال سوم: پمپی در ارتفاع 1000 متری از سطح دریا واقع شده است و آبی با دمای 60 درجه را  از مخزنی که به پمپ مسلط است، پمپ می­کند. از روی نمودار پمپ در دبی 100 لیتر بر ثانیه NPSH_re­ برابر 13 m می­باشد. حداقل ارتفاع آب چقدر باید بالاتر از سطح پمپ باشد.

فشار جو در ارتفاع 1000 متری برابر 9.2 m و فشار بخار در دمای 60 درجه تقریبا برابر 2 m می­باشد. با استفاده از رابطه بالا داریم

13=9.1 – 0 – 2 + x → x = 5.9 m

یعنی آب درون مخزن باید حداقل 5.9 m بالاتر از سطح پمپ باشد.

نویسنده: حمید عزیزان