Cavitation

cavitation
cavitation
Print Friendly, PDF & Email

ما هو التكهف Cavitation

  المهندس أحمد تحسين درويش


ظاهرة مهمة وخطيرة في المضخات وهي التكهف cavitation مع الاسباب المسببة لها .. نبدا بعون الله :-
ظاهرة التكهف cavitation :-

ان ظاهرة التكهف من اخطر المشاكل التي يمكن ان تؤذي بصورة ملحوظة عمل واداء المضخات , وهي تسبب عند حدوثها اضرارا في دفاعة المضخة (impeller) , حيث بعد فترة تظهر الاعراض على المضخة من تنقر في وجه الدفاعة والسطح الداخلي للمضخة (case) , وان هذه الظاهرة تحدث نتيجة انفجار فقاعات في مركز المضخة اتية من جزء السحب لها مؤدية الى توليد ضغط كبير بصدمات متناوبة على الاجزاء الداخلية للمضخة وان تدهور الاداء الناتج عن التكهف يسبب تدهورا وتذبب في معدل التدفق وضغط التفريغ للمضخة.

1- منع التكهف cavitation preventation :-

cavitation-damage
cavitation-damage

 اذا كانت المضخة في حالة تكهف فان مجموعة من التغيرات الضرورية التي ينبغي ادخالها على تصميم النظام لزيادة ال (NPSHA) بحيث يصبح اكبر من (NPSHR) لايقاف التكهف.
   من طرق زيادة  NPSHA :

  أزيادة الضغط عند مقطع الامتصاص للمضخة , حيث اذا كانت المضخة تسحب من خزان يمكن رفع مستوى السائل فيه اذا كان مغلق او زيادة الضغط في الفراغ يؤدي الى زيادة الضغط في الفراغ.

 بمن الممكن ايضا زيادة (NPSHA) بتخفيض درجة حرارة السائل الذي يتم ضغطه وهذا يؤدي الى تخفيض ضغط الاشباع للسائل وبالتالي

يزداد (NPSHA) حسب العلاقة

           NPSHA= P suctionP saturation

حيث ان علاقة درجة الحرارة بالضغط علاقة طردية وبانخفاض درجة حرارة السائل في السحب يقل ضغط الاشباع ويزداد (NPSH) حسب المعادلة اعلاه.
جاذا كان ممكنا تخفيض ضياعات العلو في انابيب السحب للمضخة فان (NPSHA) سوف يزداد لان ال NPSHR سوف يقل , وهنالك عدة طرق
لتخفيض ضياعات العلو بزيادة قطر الانبوب وتخفيض عدد الحنيات
( elbow) والصمامات والوصلات في الانبوب وتخفيض طول الانبوب.
 دمن الممكن ايقاف التكهف بتخفيض (NPSHR) للمضخة .

ملاحظات :-
  1- ان قيمة (NPSHR) لمضخة معينة ليست ثابتة تحت ظروف مختلفة ولكنها تعتمد على بعض العوامل , ويزداد (NPSHR) للمضخة بشكل ملموس عند ازدياد معدل التدفق عبر المضخة , لذلك فان تخفيض معدل التدفق عبرالمضخة بخنق صمام التفريغ سيخفض ال (NPSHR) للمضخة.
 2- يعتمد ال (NPSHR) على سرعة المضخة ايضا , فكلما كانت سرعة دوران الدفاعة اكبر كان ال (NPSHR) , لذلك فاذا تم تخفيض السرعة لمضخة متغيرة السرعة فان ( NPSHR) سوف ينخفض.
 3- يتم تحديد (NPSHR) لمنع التكهف عبر اختبارات الشركة الصانعة واعتمادا على عدة عوامل تتضمن ( نوع مدخل الدفاعة , وتصميمها , ومعدل تدفق المضخة , والسرعة الدورانية للدفاعة , ونوع السائل الذي يتم ضخه ) , وتوفر الشركات الصانعة عادة منحنيات (NPSHR) كتابع لمعدل تدفق المضخة من اجل سائل معين في دليل المشتري.

2- اسباب التكهف Cavitation causes :-

1- تغير الطور :- تغير الطور من الحالة السائلة الى الحالة الغازية.

2- وجود الهواء او الغاز في المضخة.

3- الجريان المضطرب.

3- علو الامتصاص الايجابي الصافي (NPSH).

cavitation
cavitation

لتجنب التكهف بصورة عامة :-
1- يجب ان يبقى ضغط المائع في كل نقاط المضخة اعلى من ضغط الاشباع .
2- ان المقدار المستخدم لتحديد فيما اذا كان ضغط المائع الذي يتم ضخه مناسبا لتجنب التكهف هو علو الامتصاص الايجابي الصافي .
3- ان علو الامتصاص الايجابي المتوفر (NPSHR) هو الفرق بين الضغط عند الامتصاص للمضخة وضغط الاشباع للسائل الذي يتم ضخه .

ولتجنب التكهف يجب ان يكون NPSHA > NPSHR .