Kavitáció - nyomásnövekedés
A kavitáció kifejezést gyakran használják a centrifugális tűzszivattyúk kapcsán. De mi is ez valójában? A következőkben egyszerű elmélet nélkül próbálunk egyszerű választ adni.
Milyen hőmérsékleten forral fel a víz?
Valószínűleg arra gondolsz: hülye kérdés! Természetesen 100 ° C-on. De ez nem teljesen igaz. A víz tengerszinten csak 100 ° C-on forr. A Mount Everesten azonban a víz már 70 ° C körül forral. Miert van az? A légnyomás a magasság növekedésével csökken. Minél alacsonyabb a környezeti nyomás, annál alacsonyabb a folyadék forráspontja. Átvitt értelemben kevesebb levegő préseli a folyadékot. Ezért kevesebb energiára (hőre) van szüksége a párologtatáshoz.
Tehát kétféleképpen forraljuk fel a vizet:
1. A nyomás állandó marad, a hőmérséklet emelkedik.
Ezt az esetet naponta tapasztalja kávéfőzés közben. A környezeti nyomás állandó marad, és a fazék hőmérséklete megnő.
2. A nyomás csökken, a hőmérséklet állandó marad.
Ez az eset szivattyúkban figyelhető meg. A nyomás csökken például a szivattyú szívó oldalán (negatív érték a nyomásmérőn). A hőmérséklet állandó marad. Ha a nyomás elég messze csökken, akkor még a hideg víz is elpárolog. 20 ° C-on a víz elpárolog, amikor -0,98 bar (manométer nyomás) vagy 0,02 bar (abszolút érték) eléri. Ez gőzbuborékokat hoz létre, akárcsak egy serpenyőben.
Ilyen alacsony nyomás nem lesz elérhető a szivattyú bemenetén lévő nyomásmérőn. De a szivattyú belsejében a nyomás még tovább csökken. A kavitáció különösen a gyorsan forgó járókerék területén történik.
A kavitáció következményei
A gőz több helyet foglal el, mint a folyékony víz. Minden tűzoltó ismeri ezt a hatást a tűzoltásból: A tűzbe permetezett liter liter körülbelül 1700 liter gőzként jön vissza. A szivattyúban ez az áramlási sebesség csökkenéséhez vezet. Ha gőzbuborékokat szállítanak, akkor kevesebb hely van a víz számára.
Amikor a nyomás ismét emelkedik (pl. A szivattyú nyomási oldalán), a gőzbuborékok hirtelen ismét összeomlanak. A hirtelen eltűnt "üreget" a környező víz nagyon gyorsan kitölti. Ennek eredményeként rövid, de rendkívül magas, néha akár 1000 bar nyomáscsúcsok jönnek létre. Ezek a "tűszúrások" tönkreteszik a szivattyúkat. Általában nem azonnal, de "az állandó csöpögtetés elviseli a követ".
Hogyan veszi észre a kavitációt?
Lát: A kevesebb szivattyú áramlás azt jelenti, hogy kevesebb víz jön ki a fúvókából.
Hallgat: A gőzbuborékok a csőben lévő levegőhöz hasonló hangot közvetítettek. Az összeomló gőzbuborékok esőként hangzanak egy ón tetőn.
Érez: A szivattyú nem működik zökkenőmentesen. Rezgések és "kopogások" jelentkeznek a szivattyúban.