1、キャビテーション現象
ある温度で液体の圧力が蒸発圧力まで低下すると、液体中に気泡が発生します。この気泡が発生する現象をキャビテーションといいます。キャビテーション中に発生した気泡は、高圧になると体積が減少し、最終的には破裂します。圧力上昇により気泡が液中に消える現象をキャビテーション崩壊といいます。
ポンプの運転中、何らかの理由で局所領域（通常は羽根車入口後段）の汲み上げ液体の絶対圧力がその温度での液体蒸発圧力まで低下すると、その位置で液体が蒸発し始め、大量の蒸気が発生し気泡が発生します。多数の気泡を含む液体が羽根車内の高圧領域を通過するとき、気泡の周囲の高圧液体により気泡が急速に収縮し、場合によっては破裂します。-気泡が凝縮、破裂すると同時に、液体粒子がキャビティ内を高速で満たし、強いウォーターハンマー効果が発生し、高い衝撃周波数で金属表面に衝突します。衝撃応力は数百から数千気圧に達し、衝撃頻度は毎秒数万回に達することがあります。ひどい場合には、肉厚の破壊を引き起こす可能性があります。
ウォーターポンプ内で気泡が発生し、気泡の破裂により流れの構成要素に損傷を与えるプロセスは、ウォーターポンプ内のキャビテーションと呼ばれます。ウォーターポンプにキャビテーションが発生すると、過電流部品が損傷するだけでなく、騒音や振動が発生し、ポンプの性能低下につながります。ひどい場合には、ポンプ内の液体が遮断され、正常に動作しなくなる可能性があります。
２、ポンプキャビテーションの基本関係式
ポンプのキャビテーションの条件は、ポンプ自体と吸引装置の両方によって決まります。したがって、キャビテーションの発生条件をポンプ自体と吸引装置の両方から検討する必要があります。ポンプのキャビテーション間の基本的な関係は次のとおりです。
NPSHc NPSHr 以下 [NPSH] NPSHa 以下
NPSHa=NPSHr (NPSHc) - ポンプのキャビテーションが開始します
NPSHa>NPSHr (NPSHc) - キャビテーションのないポンプ
式では、NPSHa - デバイスのキャビテーション許容量 (有効キャビテーション許容量とも呼ばれます) は、量が大きいほどキャビテーションが発生する可能性が低くなります。
NPSHr - ポンプ キャビテーション許容値。必要なキャビテーション許容値またはポンプ入口動的圧力降下とも呼ばれます。 NPSHr が小さいほど、耐キャビテーション性能は優れています。
NPSHc - 臨界キャビテーション許容量は、ポンプ性能の一定の低下に対応するキャビテーション許容量を指します。
[NPSH] - 許容キャビテーション許容量は、ポンプの動作条件を決定するために使用されるキャビテーション許容量で、通常は [NPSH]=(1.1-1.5) NPSHc として取得されます。
3、装置のキャビテーション許容値の計算
NPSHa=Ps/ρg+Vs/2g-Pc/ρg=Pc/ρg±hg-hc-Ps/ρg
4、キャビテーション防止対策
To prevent cavitation, it is necessary to increase NPSHa so that NPSHa>NPSHr.キャビテーションを防止するための対策は次のとおりです。
1. 幾何学的な吸引高さ Hg を下げる (または幾何学的な逆流高さを上げる)。
2. 吸入損失 hc を減らすために、パイプの直径を大きくし、パイプラインの長さ、曲がり、付属品などを最小限に抑える努力をすることができます。
3. 交通量の多い状況での長時間の操作を防止します。
4. 同じ速度と流量において、二重吸引ポンプを使用すると入口流量が減少し、ポンプがキャビテーションを起こしにくくなります。
ポンプ内にキャビテーションが発生した場合は、流量を減らすか、速度を落として運転してください。
ポンプの吸引プールの状態はポンプのキャビテーションに大きな影響を与えます。
7. 過酷な条件下で動作するポンプの場合、キャビテーションによる損傷を避けるために抗キャビテーション材料を使用できます。
