La cavitation est un problème courant dans les pompes et les vannes de contrôle – causant une usure, une déchirure et des dommages sérieux. Dans de mauvaises conditions, la cavitation réduit considérablement la durée de vie des composants.

Qu’est-ce que la cavitation ?

La cavitation peut se produire lorsque la pression statique locale dans un fluide atteint un niveau inférieur à la pression de vapeur du liquide à la température réelle. Selon l’équation de Bernoulli, cela peut se produire lorsqu’un fluide s’accélère dans une vanne de régulation ou autour d’une roue de pompe.

La vaporisation elle-même ne cause pas le dommage – le dommage se produit lorsque la vapeur presque immédiatement après l’évaporation s’effondre lorsque la vitesse diminue et que la pression augmente.

Eviter la cavitation

La cavitation peut en général être évitée en

  • augmentant la distance (différence de pression) entre la pression statique locale réelle dans le fluide – et la pression de vapeur du fluide à la température réelle

Cela peut être fait par :

  • réingénierie des composants initiant des vitesses élevées et des pressions statiques faibles
  • augmentant la pression statique totale ou locale dans le système
  • réduisant la température du fluide

Réingénierie des composants initiant des vitesses élevées et des pressions statiques faibles

La cavitation et les dommages peuvent être évités en utilisant des composants spéciaux conçus pour les conditions brutes réelles.

  • Les conditions avec d’énormes pertes de charge peuvent – avec des limites – être gérées par des vannes de contrôle multi-étages
  • Les conditions de pompage difficiles avec des températures de fluide proches de la température de vaporisation peuvent être gérées avec des pompes spéciales -. fonctionnant selon d’autres principes que les pompes centrifuges

Augmentation de la pression totale ou locale dans le système

En augmentant la pression totale ou locale dans le système, la distance entre la pression statique et la pression de vaporisation est augmentée et la vaporisation et la cavitation peuvent être évitées.

Le rapport entre la pression statique et la pression de vaporisation – une indication de la possibilité de vaporisation, est souvent exprimé par le nombre de cavitation.

Malheureusement, il n’est pas toujours possible d’augmenter la pression statique totale en raison des classifications des systèmes ou d’autres limitations. La pression statique locale dans les composants peut être augmentée en abaissant (élévation) le composant dans le système. Les vannes de contrôle et les pompes doivent en général être positionnées dans la partie la plus basse d’un système afin de maximiser la hauteur statique.

C’est une solution courante pour les pompes d’alimentation des chaudières recevant du condensat chaud (eau proche de 100 oC) provenant des récepteurs de condensat dans les usines de vapeur.

Réduire la température du fluide

La pression de vaporisation dépend de la température du fluide. La pression de vapeur de l’eau – notre fluide le plus courant – est indiquée ci-dessous :

Température
(oC)
Chargez la calculatrice ! 		Pression de vapeur
(kPa, kN/m2)
Calculatrice de chargement !
0 0.6
5 0.9
10 1.2
15 1.7
20 2.3
25 3.2
30 4.3
35 5.6
40 7.7
45 9.6
50 12.5
55 15.7
60 20
65 25
70 32.1
75 38.6
80 47.5
85 57.8
90 70
95 84.5
100 101,33

Note ! – soyez conscient que la pression d’évaporation – et la cavitation possible – augmente considérablement avec la température de l’eau.

Eau - pression d'évaporation par rapport à la température

La cavitation peut être évitée en localisant les composants à la partie la plus froide des systèmes. Exemple – il est courant de localiser les pompes et les vannes modulantes dans les systèmes de chauffage dans les lignes de retour « froides » avant les réchauffeurs et les échangeurs de chaleur.

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