کاویتاسیون ، پدیده کاویتاسیون

کاویتاسیون
کاویتاسیون

پدیده کاویتاسیون

تعریف:پدیده کاویتاسیون و تفاوت آن با ضربه قوچ پدیده ایست که اغلب در سیستم های هیدرولیکی در یکسری از شرایط خاص به وجود می آید در سرعتهای بالا باعث خرابی و ایجاد گودال در سطح می گردد . صدمه کاویتاسیون به سازه های طراحی شده برای سرعتهای بالا و در سد های بلند و سر ریز های بزرگ یک مشکل دایمی است .

نحوه تشکیل کاویتاسیون

هر گاه در هر قسمت از سیستم هیدرولیکی فشار سیستم به حدی پایین بیاید که به حد فشار بخار(فشار بخار فشاری است که در ان مایع شروع به جوشیدن کرده و با بخار خود به حالت تعادل می رسد) آن سیال برسد و.

در این صورت بر اثر این دو عامل بلافاصله مایعی که در آن قسمت از مایع در جریان است به حالت جوشش در آمده و سیال به بخار تبدیل شده و حبابهایی از بخار به وجود بیاید.

این کاهش فشار به عنوان مثال در طول سرریز یا حوضچه خلا زایی در اثر وجود ناصافی ها و یا ناهمواری‌های کف سرریز خطوط جریان از بستر خود جداشده و براثر این جداشدگی فشار موضعی در منطقه جداشدگی کاهش‌یافته و ممکن است که به فشار بخار سیال برسد .

مکانیسم خرابی در سیستم

کاویتاسیون
کاویتاسیون

حباب‌های مذکور در قسمت قبل پس از طی مسیر کوتاهی به منطقه‌ای با فشار بیشتر رسیده و منفجر می‌شود و تولید سروصدا می‌کند و امواج ضربه‌ای ایجاد می‌کند و به مرز بین سیال و سازه ضربه زده و پس از مدت کوتاهی روی مرز جامد ایجاد فرسایش و خوردگی می‌کند.

corrotion تبدیل مجدد حباب‌ها به مایع و فشار ناشی از انفجار آن گاهی به ١٠٠٠ مگا پاسکال می‌رسد. از آنجایی که سطوح تماس این حباب‌ها با بستر سرریز بسیار کوچک می‌باشند نیروی فوق‌العاده زیادی در اثر این انفجارها به بسترهای سرریز ها و حوضچه‌های آرامش وارد می‌کند.

این عمل در یک مدت کوتاه و با تکرار زیاد انجام می‌شود که باعث خوردگی بستر سرریز می‌شود و به تدریج این خوردگی ها تبدیل به حفره‌های بزرگ می‌شوند. این مرحله را :Cavitation erosion or cavitation pitting می‌نامند.

عدد کاویتاسیون

کمیت بدون یعنی را که بیانگر جوشش ناشی از جریان مایع باشد عدد کاویتاسیون می‌نامند:

عدد کاویتاسیون
عدد کاویتاسیون

از مهم‌ترین عواملی که در این زمینه ممکن است دخیل باشند می‌توان به موارد زیر اشاره کرد :

1. عوامل هندسی : که شامل موارد زیر می‌شود
ناهمواری‌های سطحی سرریز‚خصوصاً برآمدگی‌ها و فرورفتگی‌های موضعی - شکاف‌های دریچه‌های کشویی و پایه‌های دریچه‌های قطاعی - ستون‌ها piers - درزهای ساختمانی -جداکننده جریان و دفلکتورها Flow splitter & deflector - دهانه مجاری ولوله Ports of ducts & pipe - تغیر در شکل عبور جریان Change of water passage shape - انحنا یا انحراف در مسیر جریان در آبراهه Misalignment of conduit
2. عوامل هیدرودینامیکی
دبی مخصوص – سرعت جریان - عملکرد دریچه - توسعه لایه مرزی
3. عوامل متفرقه
انتقال حرارت در طی فروریختن - درجه حرارت آب - تعداد و اندازه حباب‌های درون آب Diffusion of air - پراکندگی هوا

یکی از مثال‌های بارز و خطرناک کاویتاسیون در پره های توربین دیده می‌شود و به راحتی می‌تواند باعث تخریب پره گردد. از دیگر مثال هل برای این پدیده می‌توان به کاویتاسیون در پروانه‌ی کشتی‌ها اشاره کرد.

ضربه قوچ و کاویتاسیون

جلوگیری از بروز كاويتاسيون

به منظور ممانعت از بروز كاويتاسيون راه کار های مختلفی وجود دارد که ازجمله می‌توان به موارد ذیل اشاره کرد؛

  1.  افزایش سطح سیال در مخزن
  2.  بالا بردن مخزن
  3.  افزایش فشار مخزن (استفاده از سیستم بسته / سیستم تحت فشار)
  4.  قرار دادن پمپ داخل گودال ( Pit ) 
  5.  کاهش افت‌های ناشی از لوله‌کشی و اتصالات (که می‌توان با طراحی دقیق سیستم لوله‌کشی،‌ به کار بردن حداقل اتصالات ‌، طراحی مناسب قطر لوله‌ها و غیره،‌ افت‌های مربوطه را به حداقل رسانید. )
  6.  تزریق مقدار کمی سیال خنک‌کننده به ورودی پمپ ( به منظور کمتر شدن فشار بخار،‌ می‌توان سیال را از درون یک خنک‌کننده یا فلاش تانک عبور داد. )
  7.  عایق‌بندی مناسب لوله‌ها
  8.  به کار بردن پمپ‌های دو مکش
  9.  بکار بردن پمپ‌ها با سرعت دورانی (rpm) پایین تر.
  10.  به کار بردن پمپ‌ها با مجرای ورودی (چشم) پروانه بزرگ‌تر.
  11.  زاویه جریان ورودی به زاویه‌ای اطلاق می‌شود که تحت آن جریان سیال وارد پروانه می‌شود. هرچند این زاویه بزرگ‌تر باشد بازده بیشتر است و هر چه این زاویه کوچک‌تر باشد،‌ NPSHR پایین تر است. به همین دلیل زاویه جریان درجه 17 با حدود 5 تا 7 پره به عنوان یک حد مرزی بین دو محدوده فوق در نظر گرفته می‌شود.
  12.  در هر پمپ هر چه مقدار سرعت مخصوص مکش کمتر باشد،‌ مقدار NPSHR بالاتر خواهد بود. در مواردی که NPSHR پایین حائز اهمیت است،‌ مقادیر سرعت مخصوص مكش بسیار افزایش می‌یابد که به منظور دستیابی به چنین مقادیر بالایی زاویه جریان تا کمتر از درجه 10 و تعداد پره‌های پروانه تا حداقل 4 پره کاهش می‌یابد.
  13.  به منظور کاهش بیشتر NPSHR و به تبع آن افزایش بیشتر سرعت مخصوص مکش ‌، یک پروانه جریان محوری یا یک راه انداز (Inducer) در جلوی پروانه سانتریفیوژ بکار گرفته می‌شود. زاویه جریان این پروانه ثانویه 5 تا 10 درجه و زاویه پره 3 تا 5 درجه بزرگ‌تر است و تعداد پره های آن بین 2 تا 4 می‌باشد.
  14.  جلوگیری از ورود هوا به داخل پمپ.
  15. به کار بردن خط باس پس مناسب (اگر خط یای پاس خیلی نزدیک به ورودی پمپ نصب گردد،‌ باعث افزایش دمای سیال ورودی خواهد شد.)
  16. جلوگیری از اغتشاش (Turbulence) جریان سیال و فراهم نمودن شرایط عبور سیال در یک سرعت ثابت با استفاده از طول مناسب از لوله صاف (ده برابر قطر ورودی) مابین قسمت ورودی پمپ تا اولین اتصال.
  17. به کارگیری چندین پمپ کوچک‌تر به جای استفاده از یک پمپ بزرگ (هرقدر ظرفیت پمپ افزایش یابد مقدار نیز افزایش خواهد یافت و دلیل آن افزایش سرعت سیال می‌باشد چراکه می‌دانیم،‌ هر وقت سرعت سیال افزایش یابد فشار یا هد کاهش خواهد یافت.)

منبع: کتاب شبکه توزیع آب شهری - دکتر چمنی

توضیح پدیده کاویتاسیون

شرکت زادآب به عنوان تولیدکننده تجهیزات آب و فاضلاب آماده ارائه مشاوره رایگان به شما عزیزان می باشد. در صورت نیاز به مشاوره با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.

021-55256411 -12

09223345280

نوشتن دیدگاه

نظر شما بعد از بازبینی کارشناسان زادآب ثبت خواهد شد.


تصویر امنیتی
تصویر امنیتی جدید

سایر محصولات

  • چربی گیر +

    چربی گیر فاضلاب چربی گیر دستگاهی است که بر سر خروجی فاضلاب هایی با مقدار چربی بالا نصب می شود و با روش هایی چربی یا گریس فاضلاب را حذف می کند یا کاهش می دهد. چربی گیر فاضلاب آشپزخانه اطلاعات بیشتر
  • اسمز معکوس +

    فرآیند تصفیه اسمز معکوس اسمز معکوس از جمله روش هایی است که امروزه به طور گسترده در شیرین سازی آب دریا و کشاورزی و خانگی جداسازی مواد آلی و سمی از پساب های صنعتی بکار برده می‌شود. اسمز معکوس ( آب اطلاعات بیشتر
  • دی اریتور دیگ بخار +

    دی اریتور در دیگ بخار از دی اریتور (دیریتور) برای هوازدایی در دیگ بخار استفاده می شود. وجود گازهایی مانند اکسیژن در آب ها باعث فرسایش سیستم های صنعتی شده و راندمان عملکرد آنها را کاهش می دهد اما دی اطلاعات بیشتر
  • سختی گیر رزینی +

    سختی گیر آب رزینی (Water Softener) که درون آن سیلیس و رزین های تبادل یونی قرار دارد و آب سخت املاح کلسیم و منیزیم با استفاده از رزین های تبادل یون به آب نرم تبدیل می کند. سختی گیر آب اطلاعات بیشتر
  • منبع کویل دار +

    منبع کویلی چیست منبع کویل دار متداول ترین و بهینه ترین روش برای تولید آبگرم بهداشتی مصرفی و ذخیره آن می‌باشد. در مخزن کویل دار آب داغ یا بخار تهیه شده توسط دیگ یا پنل های خورشیدی، داخل یک کویل اطلاعات بیشتر
  • هیدروسیکلون - مخزن هیدروسیکلون +

    هیدروسیکلون و تصفیه ذرات معلق هیدروسیکلون ابزار ساده و موثری برای گرفتن مواد دانه‌ای و جامدات ساینده از آب می‌باشد. از Hydrocyclone تصفیه آب به منظور جداسازی و حذف ذرات ماسه از جریان ورودی به شبکه‌های توزیع و سیستم های اطلاعات بیشتر
  • آشغالگیر +

    فرآیند آشغالگیری آشغالگیری یکی از فرآیندهای تصفیه فیزیکی می‌باشد که در اکثر تصفیه خانه‌ها و در ابتدای فرآیند تصفیه وجود دارد. در این مرحله عمل حذف و جداسازی مواد جامد و شناور با قطرهایی بیش از ۵.٠ سانتی متر صورت می‌پذیرد اطلاعات بیشتر
  • فیلتر پرس +

    دستگاه فیلتر پرس فيلتر پرس جهت جدا سازی ذرات جامد از مایع در محلول های سوسپانسیون در فرآیند های مختلف صنعتی بکار می رود. اجزای اصلی دستگاه فیلتر پرس عبارتند از: شاسی دستگاه، جک و سیستم هیدرولیک، صفحات فیلتر (از اطلاعات بیشتر
  • قیمت آنتی اسکالانت +

    آنتی اسکالانت ( antiscalant ) محلول ضد رسوب می باشد که جهت رسوب زدایی به ممبران دستگاه های تصفیه آب شیرین کن ro تزریق می گردد. آنتی اسکالانت چیست آنتی اسکالانت مهمترین ماده شیمیایی است با فرمول شیمیایی متفاوت که معمولا در اطلاعات بیشتر
  • اسید دیسکلر - قیمت اسید دی اسکلر +

    اسید شویی با اسید دیسکلر اسید دیسکلر (دی اسکلر) پر کاربرد ترین ماده جهت شستشوی مخازن است. اسید دیسکلر (دی اسکلر) با پایه HCl 33% می تواند با قدرت و اطمینان بالا تمام رسوب ها را از سطوح مخازن، بویلر اطلاعات بیشتر
  • 1
  • 2

ارتباط با کارشناسان

دپارتمان تصفیه آب: 09223345280

دپارتمان تصفیه فاضلاب: 09927380994

دیگران مطالعه کرده اند

تلفن زادآب