شرایط مکش در پمپ ها

شرایط مکش ، عنصر کلیدی نصب و بهره برداری موفق از پمپ است. اگر مایعی که باید پمپ شود،به چشمی پروانه نرسد ، پمپ ناتوان از عملکرد طراحی خود می شود . در نتیجه فهم شرایط مکش مورد نیاز ، بعلاوه برخی از ملاحظات طراحی پمپ که براین شرایط اثر می گذارند، لازم می باشند. بیشترین مشکل مکش پمپ ها ، پدیده کاویتاسیون است. بیشتر مقالات، در این مورد نوشته شده اند. اگرچه هنوز، اکثریت وسیعی از پمپ های جهان این مسئله را تجربه نکرده اند ، ولی به اندازه کافی پمپ وجود دارد که در معرض کاویتاسیون قرار گرفته باشد. این موضوع برای برسی جزئیات این مسئله کافی است.

فشار بخار مایع

کاویتاسیون به شرایط فشار بخار مربوط است که در آن فشار ، مایع بخار می شود. برای مثال آب در 212 در جه فارنهایت بخار می شود در صورتی که فشار تا  psi 7/14 سقوط می کند. اصطلاح لایمن برای این پدیده، جوشش است . متشابها،در صورتی آب در 100 درجه فارنهایت به جوش می آید( یا بخار می شود) که به فشار خلا 18 اینچ جیوه برسد.

کاویتاسیون در پمپ

برای هر کسی که با پمپ ها کار میکند ،  اثر کاویتاسیون نسبتا شناخته شده است. این پدیده، صدای تلغ تلغ غیر عادی و ارتعاشات زیاد ایجاد می کند. بازرسی ، بیشتر ، عیب درپروانه ها و کاهش جزئی در ارتفاع کلی  که باید پمپاژ شود را آشکار می کند. برای اجتناب پیوسته از این مسائل ، مهم است که بدانیم کاویتاسیون چیست و چه عاملی سبب آن می شود؟

کاویتاسیون یک فرآیند دو قسمتی بوجود آمده در اثر تغییر فشار مایعی است که از میان پروانه پمپ عبور می کند. چناجه مایع به نازل مکش پمپ وارد شود و به پروانه برسد چناچه  مایع  ورودی به پمپ، از میان نازل مکش عبور کند ، فشار بصورت جزئی کاهش می یابد. مقدار کاهش بستگی به هندسه این قسمت  از پمپ دارد و ازیک پمپ به پمپ دیگر تغییر می کند. سپس مایع وارد چشمی پروانه می شود ، جایی که افت قابل توجه ای در فشار  آن بوجود می آید.

قسمت اول فرآیند کاویتاسیون ، در اثر افت فشار تا زیر فشار بخار مایع درچشمی پروانه می شود ، جایی که افت فشار بخار مایع چشمی پروانه بوجود می آید، این سبب می شود که حباب های بخار بوجود می آیند(بعبارت دیگر مایع می جوشد). قسمت دوم فرآیند ، در اثر عمل گریز از مرکز پروانه بوجود می آید که حبابها را به درون پره ها می راند. در اینجا حبابها فورا فشار خود را از دست می دهند و می ترکند. در حالیکه ترکیدن ساده حبابها بی اهمیت است، اما افزایش تکرار  و شدت آنها سطوح انرژی بوجود آمده را بیش از مقاومت تسلیم مواد پروانه  خواهد کرد. این مرحله ، آغاز تجزیه شدن پروانه  و بوجود آمدن حفره های کوچک در فلز است. همچنین سر و صدا و ارتعاشات زیاد نیز بوجود می آید.

کاویتاسیون ، بعلت افت فشار به پایین تر از فشار بخاردر چشمی پروانه بوجود می آید . این مسئله باعث بوجود آمدن حبابهای بخار در این منطقه می شود. در نتیجه می توان با افزایش فشار در مایع ، قبل از وارد شدن به نازل مکش پمپ از کاویتاسیون اجتناب کرد و یا آنرا متوقف کرد. این کار باعث می شود که فشار در چشمی پروانه به زیر فشار بخار نرسد و حباب تشکیل نگردد.بیشتر افت فشار بحرانی، در مایع عبوری از چشمی پروانه را میتوان به افت انرژی مایع حرکتی از یک محیط استاتیکی(مکش پمپ) به محیط دینامیکی (پروانه دوار) نسبت داد. بهرحال گاهی عوامل دیگر طراحی ، مانند زاویه ورودی پره های پروانه نیز نقش دارند که این زاویه با سرعت مایع ارتباط دارد.