Cavitația este o problemă frecventă în cazul pompelor și supapelor de control – cauzând uzură, deteriorare și daune serioase. În condiții nepotrivite, cavitația reduce drastic durata de viață a componentelor.

Ce este cavitația?

Cavitația poate apărea atunci când presiunea statică locală într-un fluid atinge un nivel sub presiunea de vapori a lichidului la temperatura reală. Conform ecuației Bernoulli, acest lucru se poate întâmpla atunci când un fluid se accelerează într-o supapă de control sau în jurul unui rotor de pompă.

Vaporizarea în sine nu provoacă daunele – daunele se produc atunci când vaporii aproape imediat după evaporare se prăbușesc atunci când viteza scade și presiunea crește.

Evitarea Cavitației

Cavitația poate fi în general evitată prin

  • creșterea distanței (diferenței de presiune) dintre presiunea statică locală reală din fluid – și presiunea de vapori a fluidului la temperatura reală

Acest lucru poate fi făcut prin:

  • reconstrucția componentelor care inițiază viteze mari de viteză și presiuni statice scăzute
  • creșterea presiunii statice totale sau locale în sistem
  • reducerea temperaturii fluidului

Reconstrucția componentelor care inițiază viteze mari de viteză și presiuni statice scăzute

Cavitația și deteriorarea pot fi evitate prin utilizarea unor componente speciale proiectate pentru condițiile reale de duritate.

  • condițiile cu căderi uriașe de presiune pot fi tratate – cu limitări – cu ajutorul supapelor de control în mai multe trepte
  • condițiile dificile de pompare cu temperaturi ale fluidului apropiate de temperatura de vaporizare pot fi tratate cu pompe speciale – care funcționează după alte principii decât pompele centrifuge

Creșterea presiunii totale sau locale din sistem

Creșterea presiunii totale sau locale din sistem mărește distanța dintre presiunea statică și presiunea de vaporizare și se poate evita vaporizarea și cavitația.

Raportul dintre presiunea statică și presiunea de vaporizare – o indicație a posibilității de vaporizare, este adesea exprimat prin numărul de cavitație.

Din păcate, nu este întotdeauna posibilă creșterea presiunii statice totale din cauza clasificării sistemelor sau a altor limitări. Presiunea statică locală în componente poate fi crescută prin coborârea (înălțarea) componentei în sistem. Supapele de control și pompele ar trebui, în general, să fie poziționate în partea cea mai joasă a unui sistem pentru a maximiza înălțimea statică.

Aceasta este o soluție comună pentru pompele de alimentare a cazanelor care primesc condensat fierbinte (apă aproape de 100 oC) de la receptoarele de condensat din instalațiile de abur.

Reducerea temperaturii fluidului

Presa de vaporizare depinde de temperatura fluidului. Presiunea de vaporizare pentru apă – cel mai comun fluid al nostru – este indicată mai jos:

Temperatura
(oC)
Încărcați Calculatorul! 		Presiune de vapori
(kPa, kN/m2)
Calculator de încărcare!
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

Nota! – fiți conștienți de faptul că presiunea de evaporare – și posibila cavitație – crește dramatic odată cu temperatura apei.

Apă - presiunea de evaporare în funcție de temperatură

Cavitația poate fi evitată prin amplasarea componentelor în partea cea mai rece a sistemelor. Exemplu – este obișnuită amplasarea pompelor și a supapelor de modulare în sistemele de încălzire în conductele de retur „reci” înainte de încălzitoare și schimbătoare de căldură.

.