- 2011-03-26
- 424
- 1,691
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]کاویتاسیون[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="] کاویتاسیون در لغت از کلمه [/FONT][FONT="]Cavity [/FONT][FONT="]به معنای حفره آمده و منظور از کاویتاسیون ایجاد حفره یا حفره زائی است [/FONT][FONT="].[/FONT][FONT="]در صورت وقوع این پدیده یکی از خسارات آن ایجاد خوردگی وحفره برروی بدنه پروانه و پوسته [/FONT][FONT="]پمپ[/FONT][FONT="][/FONT][FONT="] است [/FONT][FONT="].[/FONT][FONT="]قبل از توضیح پدیده کاویتاسیون لازم است اشاره به نقطه جوش و فشار بخار مایعات صورت گیرد [/FONT][FONT="].[/FONT][FONT="]نقطه جوش مایعات به فشاری که مایع در آن قرار دارد بستگی دارد [/FONT][FONT="].[/FONT][FONT="]مثلا آب در فشار یک آتمسفر در دمای١٠٠ درجه سانتیگراد می جوشد که این دما در فشار۵/٠ آتمسفر درحدود٨٠ درجه است[/FONT][FONT="].
[/FONT][FONT="]ممکن است در داخل پمپ شرایطی بوجود آید به طوریکه در دمای موجود با توجه به کاهش فشاریکه ایجاد شده ، سیال بجوشد[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="]این پدیده در صورت وقوع در ابتدای پره در داخل پروانه رخ می دهد [/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="]تبدیل مایع به حباب های بخار همراه با افزایش حجم ناگهانی می باشد [/FONT][FONT="]( [/FONT][FONT="]دانسیته مایع بیش از ١٠٠٠[/FONT][FONT="][/FONT][FONT="] برابر دانسیته بخار در این شرایط است [/FONT][FONT="]) . [/FONT][FONT="]حباب تشکیل شده با سرعت زیادی به جلو هدایت می شود[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="]درنیمه دوم پره با افزایش فشار سیال شرایط از حالت اشباع به حالت مایع فشرده بر می گردد و طی پدیده پیچیده ای حباب بخار سقوط کرده و ضمن تقطیر شدن با سرعت زیاد [/FONT][FONT="]( [/FONT][FONT="]تا ۵٠ متر برثانیه[/FONT][FONT="]) [/FONT][FONT="]به اطراف برخورد می کند[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="]قطرات سیال که با این سرعت به اطراف برخورد می کنند ، دارای ممنتوم بسیار بالایی هستند به طوری که نیروی وارد شده از طرف این ذرات بر دیواره پروانه قادر است قسمتی از بدنه پروانه را کنده و بر روی آن ایجاد حفره کند[/FONT][FONT="].
[/FONT][FONT="]کمتر فلزی در برابر این نیرو مقاومت می کند، آلیاژهای فولاد[/FONT][FONT="] -[/FONT][FONT="]کرم مقاومت بهتری در مقابل این پدیده دارند [/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="]این پدیده معمولا با ایجاد سر و صدا نیز همراه است که فرکانس آن به [/FONT][FONT="]MHZ[/FONT][FONT="]١[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]می رسد به این صدا اصطلاحا صدای سفید گفته می شود [/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="]میتوان از طریق اندازه گیری صدا بروز کاویتاسیون را تشخیص داد[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="]شکل ٣ -١ نحوه ایجاد حباب درناحیه مکش پره و تاثیر کاویتاسیون بر قسمت انتهایی پره [/FONT]
[FONT="]همانطور که قبلا اشاره شد فلزات نمی توانند در مقابل کاویتاسیون مقاومت کنند . بهترین آلیاژ برای این منظور عبارتند از فولاد زنگ نزن ، فولاد با ١٣[/FONT][FONT="]% [/FONT][FONT="]کرم ، فولاد معمولی ، برنز معمولی و بالاخره چدن که به ترتیب داده شده بر اساس بهترین مقاومت به پایین می باشد[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="]چنانچه کاویتاسیون در پمپی رخ دهد برای قطع آن یا دبی عبوری از پمپ یا دور پمپ کاهش داده می شود . البته در بسیاری از نقاط منحنی مشخصه پمپ ، کاویتاسیون جزئی وجود دارد وطبق استاندارد بین المللی تا ٣% اطراف نقطه بیشترین راندمان ، کاویتاسیون نداریم ولی خارج از این ناحیه کاویتاسیون با شدت کم وجود دارد [/FONT][FONT="].[/FONT][FONT="]میتوان وقوع کاویتاسیون و نحوه تاثیر آن را بر منحنی مشخصه وعملکرد پمپ را از طریق آزمایش ملاحظه کرد . اگر چنانچه شیر ورودی پمپ را به آرامی ببندیم ، در جائی مشاهده می شود که ضمن پیدایش صدا منحنی مشخصه پمپ ناگهان افت می کند . در این وضعیت پمپ در حالت کاویتاسیون بوده و نقطه عملکرد پایدار نمی باشد[/FONT][FONT="].[/FONT]
[FONT="]هد خالص مثبت مکش [/FONT][FONT="](NPSH)[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]جهت کنترل پدیده کاویتاسیون و برقراری شرایط عدم وجود کاویتاسیون از پارامتری به نام[/FONT][FONT="] NPSH [/FONT][FONT="]استفاده می شود . منظور از این پارامتر ، هد خالص مثبت مکش می باشد . به جای این که نقطه حداقل فشار در داخل پروانه بررسی شود ، مقدار هد خالص در قبل از [/FONT][FONT="]پمپ[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بررسی می گردد و کارخانه سازنده پیش بینی لازم برای افت از ورود پمپ تا نقطه حداقل فشار در داخل پروانه را انجام می دهد[/FONT][FONT="] [/FONT]
[FONT="]کاویتاسیون[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="] کاویتاسیون در لغت از کلمه [/FONT][FONT="]Cavity [/FONT][FONT="]به معنای حفره آمده و منظور از کاویتاسیون ایجاد حفره یا حفره زائی است [/FONT][FONT="].[/FONT][FONT="]در صورت وقوع این پدیده یکی از خسارات آن ایجاد خوردگی وحفره برروی بدنه پروانه و پوسته [/FONT][FONT="]پمپ[/FONT][FONT="][/FONT][FONT="] است [/FONT][FONT="].[/FONT][FONT="]قبل از توضیح پدیده کاویتاسیون لازم است اشاره به نقطه جوش و فشار بخار مایعات صورت گیرد [/FONT][FONT="].[/FONT][FONT="]نقطه جوش مایعات به فشاری که مایع در آن قرار دارد بستگی دارد [/FONT][FONT="].[/FONT][FONT="]مثلا آب در فشار یک آتمسفر در دمای١٠٠ درجه سانتیگراد می جوشد که این دما در فشار۵/٠ آتمسفر درحدود٨٠ درجه است[/FONT][FONT="].
[/FONT][FONT="]ممکن است در داخل پمپ شرایطی بوجود آید به طوریکه در دمای موجود با توجه به کاهش فشاریکه ایجاد شده ، سیال بجوشد[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="]این پدیده در صورت وقوع در ابتدای پره در داخل پروانه رخ می دهد [/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="]تبدیل مایع به حباب های بخار همراه با افزایش حجم ناگهانی می باشد [/FONT][FONT="]( [/FONT][FONT="]دانسیته مایع بیش از ١٠٠٠[/FONT][FONT="][/FONT][FONT="] برابر دانسیته بخار در این شرایط است [/FONT][FONT="]) . [/FONT][FONT="]حباب تشکیل شده با سرعت زیادی به جلو هدایت می شود[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="]درنیمه دوم پره با افزایش فشار سیال شرایط از حالت اشباع به حالت مایع فشرده بر می گردد و طی پدیده پیچیده ای حباب بخار سقوط کرده و ضمن تقطیر شدن با سرعت زیاد [/FONT][FONT="]( [/FONT][FONT="]تا ۵٠ متر برثانیه[/FONT][FONT="]) [/FONT][FONT="]به اطراف برخورد می کند[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="]قطرات سیال که با این سرعت به اطراف برخورد می کنند ، دارای ممنتوم بسیار بالایی هستند به طوری که نیروی وارد شده از طرف این ذرات بر دیواره پروانه قادر است قسمتی از بدنه پروانه را کنده و بر روی آن ایجاد حفره کند[/FONT][FONT="].
[/FONT][FONT="]کمتر فلزی در برابر این نیرو مقاومت می کند، آلیاژهای فولاد[/FONT][FONT="] -[/FONT][FONT="]کرم مقاومت بهتری در مقابل این پدیده دارند [/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="]این پدیده معمولا با ایجاد سر و صدا نیز همراه است که فرکانس آن به [/FONT][FONT="]MHZ[/FONT][FONT="]١[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]می رسد به این صدا اصطلاحا صدای سفید گفته می شود [/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="]میتوان از طریق اندازه گیری صدا بروز کاویتاسیون را تشخیص داد[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="]شکل ٣ -١ نحوه ایجاد حباب درناحیه مکش پره و تاثیر کاویتاسیون بر قسمت انتهایی پره [/FONT]
[FONT="]همانطور که قبلا اشاره شد فلزات نمی توانند در مقابل کاویتاسیون مقاومت کنند . بهترین آلیاژ برای این منظور عبارتند از فولاد زنگ نزن ، فولاد با ١٣[/FONT][FONT="]% [/FONT][FONT="]کرم ، فولاد معمولی ، برنز معمولی و بالاخره چدن که به ترتیب داده شده بر اساس بهترین مقاومت به پایین می باشد[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="]چنانچه کاویتاسیون در پمپی رخ دهد برای قطع آن یا دبی عبوری از پمپ یا دور پمپ کاهش داده می شود . البته در بسیاری از نقاط منحنی مشخصه پمپ ، کاویتاسیون جزئی وجود دارد وطبق استاندارد بین المللی تا ٣% اطراف نقطه بیشترین راندمان ، کاویتاسیون نداریم ولی خارج از این ناحیه کاویتاسیون با شدت کم وجود دارد [/FONT][FONT="].[/FONT][FONT="]میتوان وقوع کاویتاسیون و نحوه تاثیر آن را بر منحنی مشخصه وعملکرد پمپ را از طریق آزمایش ملاحظه کرد . اگر چنانچه شیر ورودی پمپ را به آرامی ببندیم ، در جائی مشاهده می شود که ضمن پیدایش صدا منحنی مشخصه پمپ ناگهان افت می کند . در این وضعیت پمپ در حالت کاویتاسیون بوده و نقطه عملکرد پایدار نمی باشد[/FONT][FONT="].[/FONT]
[FONT="]هد خالص مثبت مکش [/FONT][FONT="](NPSH)[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]جهت کنترل پدیده کاویتاسیون و برقراری شرایط عدم وجود کاویتاسیون از پارامتری به نام[/FONT][FONT="] NPSH [/FONT][FONT="]استفاده می شود . منظور از این پارامتر ، هد خالص مثبت مکش می باشد . به جای این که نقطه حداقل فشار در داخل پروانه بررسی شود ، مقدار هد خالص در قبل از [/FONT][FONT="]پمپ[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بررسی می گردد و کارخانه سازنده پیش بینی لازم برای افت از ورود پمپ تا نقطه حداقل فشار در داخل پروانه را انجام می دهد[/FONT][FONT="] [/FONT]
