Kavitation – en introduktion

Kavitation er et almindeligt problem i pumper og reguleringsventiler – og forårsager alvorligt slid, slitage og skader. Under de forkerte betingelser reducerer kavitation levetiden for komponenterne dramatisk.

Hvad er kavitation?

Kavitation kan opstå, når det lokale statiske tryk i en væske når et niveau under væskens damptryk ved den aktuelle temperatur. I henhold til Bernoulli-ligningen kan dette ske, når en væske accelererer i en reguleringsventil eller omkring et pumpehjul.

Den er ikke selve fordampningen, der forårsager skaden – skaden sker, når dampen næsten umiddelbart efter fordampningen kollapser, når hastigheden falder og trykket stiger.

Undgå kavitation

Kavitation kan generelt undgås ved

• at øge afstanden (trykforskellen) mellem det aktuelle lokale statiske tryk i væsken – og væskens damptryk ved den aktuelle temperatur

Dette kan gøres ved at:

• gennemføre komponenter, der initierer høje hastighedshastigheder og lavt statisk tryk
• øge det samlede eller lokale statiske tryk i systemet
• nedsætte væskens temperatur

gennemføre komponenter, der initierer høje hastighedshastigheder og lavt statisk tryk

Kavitation og skader kan undgås ved at anvende specielle komponenter, der er konstrueret til de faktiske barske forhold.

• Betingelser med store tryktab kan – med begrænsninger – håndteres af flertrinsreguleringsventiler
• Udfordrende pumpeforhold med væsketemperaturer tæt på fordampningstemperaturen kan håndteres med specielle pumper –
• der arbejder efter andre principper end centrifugalpumper

Forøgelse af det samlede eller lokale tryk i systemet

Ved at øge det samlede eller lokale tryk i systemet øges afstanden mellem det statiske tryk og fordampningstrykket, og fordampning og kavitation kan undgås.

Forholdet mellem det statiske tryk og fordampningstrykket – en indikation af muligheden for fordampning – udtrykkes ofte ved kavitationstallet.

Det er desværre ikke altid muligt at øge det samlede statiske tryk på grund af systemklassifikationer eller andre begrænsninger. Det lokale statiske tryk i komponenter kan øges ved at sænke (forhøje) komponenten i systemet. Kontrolventiler og pumper bør generelt placeres i den laveste del af et system for at maksimere den statiske højde.

Dette er en almindelig løsning for kedeltilførselspumper, der modtager varmt kondensat (vand tæt på 100 oC) fra kondensatmodtagere i dampanlæg.

Reduktion af væsketemperaturen

Fordamningstrykket afhænger af væsketemperaturen. Fordampningstrykket for vand – vores mest almindelige væske – er angivet nedenfor:

Note! – vær opmærksom på, at fordampningstrykket – og mulig kavitation – stiger dramatisk med vandets temperatur.

Kavitation kan undgås ved at placere komponenterne til den koldeste del af systemerne. Eksempel – det er almindeligt at placere pumper og modulerende ventiler i varmesystemer i de “kolde” returledninger før varmelegemer og varmevekslere.