Kavitasyon Riski Hesaplama (Kavitasyon Sayısı ve NPSH Oranı)

Kavitasyon nedir?

Sıvının basıncı bir noktada buhar basıncına düşerse sıvı o noktada buharlaşır ve kabarcıklar oluşur. Kabarcıklar basıncın yeniden yükseldiği yerde çökerken metal yüzeyi oyar, gürültü ve titreşim yapar, pompanın basma yüksekliğini düşürür. Pompa girişinde, kısılmış vanalarda, orifislerde ve hızlı dönen pervanelerde görülür.

Hangi sayılar kullanılır?

Akış için kavitasyon sayısı kullanılır: σ = (p − pb) / (ρ × v² / 2). Basıncın buhar basıncına uzaklığını akışın dinamik basıncına böler. σ küçüldükçe risk artar, her geometrinin kavitasyonun başladığı bir σ değeri vardır.

Pompada ölçüt NPSH oranıdır: tesisatın sağladığı NPSHa, üreticinin istediği NPSHr değerine bölünür. Oran 1 altındaysa pompa kavitasyon yapar. Thoma sayısı aynı karşılaştırmayı basma yüksekliğine bölerek yapar: σT = NPSH / H.

Vanalarda kavitasyon indeksi σ = (p1 − pb) / (p1 − p2) üreticinin verdiği sınır değerle karşılaştırılır.

Örnek

20 °C su 2 bar mutlak basınçta 12 m/s hızla akıyor. Dinamik basınç 71.9 kPa, buhar basıncına uzaklık 197.7 kPa, kavitasyon sayısı 2.75 olur. Geometrinin başlangıç değeri 1.5 ise kavitasyon beklenmez. Hız 16.2 m/s değerine çıkınca sınıra gelinir.

Sınırlar

Sınır değerleri bu araç üretmez: NPSHr, başlangıç sayısı ve vana indeksi üreticiden ya da deneyden gelir. Çözünmüş gaz, kısmi yük ve geçici rejimler kavitasyonu daha erken başlatabilir. Bu bir ön değerlendirmedir.