Co je kavitace čerpadla

May 06, 2026

 

1, Kavitační jev

Když se tlak kapaliny sníží na tlak odpařování při určité teplotě, vytvoří se v kapalině bubliny. Tento jev generování bublin se nazývá kavitace. Bubliny vznikající při kavitaci, když proudí na vysoký tlak, zmenšují svůj objem a nakonec prasknou. Jev mizení bublin v kapalině v důsledku zvýšení tlaku se nazývá kavitační kolaps.
Pokud během provozu čerpadla absolutní tlak čerpané kapaliny v místní oblasti (obvykle o určitý bod později na vstupu lopatky oběžného kola) z nějakého důvodu klesne na tlak odpařování kapaliny při dané teplotě, kapalina se v tomto místě začne vypařovat, produkovat velké množství páry a vytvářet bubliny. Když kapalina obsahující velké množství bublin prochází vpřed vysoko-tlakou oblastí uvnitř oběžného kola, vysokotlaká-tekutina kolem bublin způsobí, že se bubliny rychle zmenšují a dokonce prasknou. Současně s tím, jak bublina kondenzuje a praská, částice kapaliny naplní dutinu vysokou rychlostí, což vytváří silný efekt vodního rázu a naráží na kovový povrch při vysoké frekvenci nárazů. Nárazové napětí může dosáhnout stovek až tisíců atmosfér a frekvence nárazu může dosáhnout desetitisícůkrát za sekundu. V závažných případech může způsobit porušení tloušťky stěny.

 

 

Proces generování bublin ve vodním čerpadle a způsobení poškození komponent proudění v důsledku prasknutí bubliny se nazývá kavitace ve vodním čerpadle. Poté, co se ve vodním čerpadle objeví kavitace, poškozuje nejen nadproudové součásti, ale také vytváří hluk a vibrace, což vede ke snížení výkonu čerpadla. V závažných případech může přerušit kapalinu v čerpadle a zabránit jeho správnému fungování.

2, Základní vztahový vzorec pro kavitaci čerpadla

Podmínky pro kavitaci čerpadla jsou určeny jak samotným čerpadlem, tak i sacím zařízením. Studium podmínek pro kavitaci by proto mělo být zváženo jak ze samotného čerpadla, tak ze sacího zařízení. Základní vztah mezi kavitací čerpadla je
NPSHc menší nebo rovno NPSHr menší nebo rovno [NPSH] menší nebo rovno NPSHa
NPSHa=NPSHr (NPSHc) - Kavitace čerpadla začíná
NPSHa>NPSHr (NPSHc) - Čerpadlo bez kavitace
Ve vzorci, NPSHa - přídavek na kavitaci zařízení, také známý jako efektivní přídavek na kavitaci, čím větší množství, tím menší pravděpodobnost kavitace;
NPSHr - Přídavek na kavitaci čerpadla, známý také jako nezbytný přídavek na kavitaci nebo dynamický pokles tlaku na vstupu čerpadla. Čím menší je NPSHr, tím lepší je antikavitační výkon;
NPSHc - kritický přídavek na kavitaci, odkazuje na přídavek na kavitaci odpovídající určitému snížení výkonu čerpadla;
[NPSH] - Přípustný přídavek na kavitaci je přípustný přídavek na kavitaci používaný k určení provozních podmínek čerpadla, obvykle se bere jako [NPSH]=(1.1-1.5) NPSHc.

3, Výpočet přídavku na kavitaci zařízení

NPSHa=Ps/ρg+Vs/2g-Ps/ρg=Pc/ρg±hg-hc-Ps/ρg

4, Opatření k prevenci kavitace

To prevent cavitation, it is necessary to increase NPSHa so that NPSHa>NPSHr. Opatření k prevenci kavitace jsou následující:
1. Snižte geometrickou výšku sání Hg (nebo zvyšte geometrickou výšku zpětného toku);
2. Ke snížení inhalačních ztrát hc lze vyvinout úsilí ke zvětšení průměru potrubí, minimalizaci délky potrubí, ohybů a příslušenství atd.;

 

3. Zabraňte dlouhodobému provozu za podmínek vysokého provozu;
4. Při stejné rychlosti a průtoku snižuje použití dvojitého sacího čerpadla vstupní průtok a činí čerpadlo méně náchylným ke kavitaci;
Dojde-li ke kavitaci v čerpadle, je třeba během provozu snížit průtok nebo snížit rychlost;
Stav sacího bazénu čerpadla má významný vliv na kavitaci čerpadla;
7. U čerpadel provozovaných v náročných podmínkách lze použít antikavitační materiály, aby se zabránilo kavitačnímu poškození.