1, fenómeno de cavitación
Cuando la presión de un líquido se reduce a la presión de vaporización a una determinada temperatura, se generan burbujas en el líquido. Este fenómeno de generación de burbujas se llama cavitación. Las burbujas generadas durante la cavitación, cuando fluyen a alta presión, disminuyen de volumen y finalmente estallan. El fenómeno de desaparición de burbujas en el líquido debido al aumento de presión se denomina colapso por cavitación.
Durante el funcionamiento de la bomba, si la presión absoluta del líquido bombeado en un área local (generalmente un cierto punto más adelante en la entrada de la pala del impulsor) cae a la presión de vaporización del líquido a esa temperatura por alguna razón, el líquido comienza a vaporizarse en ese lugar, produciendo una gran cantidad de vapor y formando burbujas. Cuando el líquido que contiene una gran cantidad de burbujas pasa hacia adelante a través del área de alta-presión dentro del impulsor, el líquido de alta-presión alrededor de las burbujas hace que las burbujas se encojan rápidamente e incluso exploten. Al mismo tiempo que la burbuja se condensa y se rompe, las partículas de líquido llenan la cavidad a gran velocidad, generando un fuerte efecto de golpe de ariete y golpeando la superficie del metal con una alta frecuencia de impacto. La tensión del impacto puede alcanzar de cientos a miles de atmósferas y la frecuencia del impacto puede alcanzar decenas de miles de veces por segundo. En casos severos, puede causar ruptura del espesor de la pared.
El proceso de generar burbujas en la bomba de agua y causar daños a los componentes del flujo debido a la ruptura de las burbujas se llama cavitación en la bomba de agua. Después de que se produce cavitación en una bomba de agua, no solo daña los componentes de sobrecorriente sino que también produce ruido y vibración, lo que lleva a una disminución en el rendimiento de la bomba. En casos severos, puede interrumpir el líquido en la bomba e impedir que funcione correctamente.
2, fórmula básica de relación para la cavitación de la bomba.
Las condiciones para la cavitación de la bomba están determinadas tanto por la propia bomba como por el dispositivo de succión. Por lo tanto, se debe considerar el estudio de las condiciones de cavitación tanto desde la propia bomba como desde el dispositivo de succión. La relación básica entre la cavitación de la bomba es
NPSHc Menor o igual a NPSHr Menor o igual a [NPSH] Menor o igual a NPSHa
NPSHa=NPSHr (NPSHc) - Comienza la cavitación de la bomba
NPSHa>NPSHr (NPSHc) - Bomba sin cavitación
En la fórmula, la asignación de cavitación del dispositivo NPSHa -, también conocida como asignación de cavitación efectiva, cuanto mayor es la cantidad, menos probable es que se produzca cavitación;
NPSHr - Margen de cavitación de la bomba, también conocido como margen de cavitación necesario o caída de presión dinámica de entrada de la bomba. Cuanto menor sea el NPSHr, mejor será el rendimiento anticavitación;
NPSHc - margen de cavitación crítico, se refiere al margen de cavitación correspondiente a una determinada disminución en el rendimiento de la bomba;
[NPSH] - Margen de cavitación permitido, es el margen de cavitación utilizado para determinar las condiciones de funcionamiento de la bomba, generalmente tomado como [NPSH]=(1.1-1.5) NPSHc.
3, Cálculo del margen de cavitación del dispositivo.
NPSHa=Ps/ρg+Vs/2g-Pc/ρg=Pc/ρg±hg-hc-Ps/ρg
4, Medidas para prevenir la cavitación.
To prevent cavitation, it is necessary to increase NPSHa so that NPSHa>NPSHr. Las medidas para prevenir la cavitación son las siguientes:
1. Reducir la altura geométrica de succión Hg (o aumentar la altura geométrica de reflujo);
2. Para reducir la pérdida por inhalación hc, se pueden hacer esfuerzos para aumentar el diámetro de la tubería, minimizar la longitud de la tubería, codos y accesorios, etc.;
3. Evitar el funcionamiento prolongado en condiciones de mucho tráfico;
4. A la misma velocidad y caudal, el uso de una bomba de doble succión reduce el caudal de entrada y hace que la bomba sea menos propensa a la cavitación;
Cuando se produce cavitación en la bomba, se debe reducir el caudal o la velocidad durante la operación;
El estado de la piscina de succión de la bomba tiene un impacto significativo en la cavitación de la bomba;
7. Para bombas que funcionan en condiciones difíciles, se pueden utilizar materiales anticavitación para evitar daños por cavitación.
