Kavitation in Kreiselpumpen
Die wichtigsten Orte , an denen Kavitation auftritt , sind in Pumpen, auf Laufräder oder Propeller . Bei Kreiselpumpen resultiert die Kavitation aus einer Verringerung des Saugdrucks , einer Erhöhung der Saugtemperatur oder einer Erhöhung der Durchflussmenge über die, für die die Pumpe ausgelegt wurde.
Siehe auch: Saugkavitation
Siehe auch: Entladungskavitation
Kavitationsschäden
Kavitation ist in vielen Fällen ein unerwünschtes Ereignis. Kavitation führt bei Kreiselpumpen zu Bauteilschäden (Materialerosion), Vibrationen, Geräuschen und Wirkungsgradeinbußen.
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Turbine_Francis_Worn.JPG
Vielleicht das wichtigste durch Kavitation verursachte technische Problem ist die materiellen Schäden , die Kavitationsblasen verursachen können , wenn sie zusammenbrechen in der Nähe einer festen Oberfläche. Das Kollabieren von Kavitationsblasen ist ein heftiger Prozess, der lokalisierte Stoßwellen und Mikrojets erzeugt . Sie zwingen energetische Flüssigkeiten in sehr kleine Volumina, wodurch Flecken hoher Temperatur entstehen und diese intensiven Störungen lokalisierte und vorübergehende Oberflächenspannungen auf eine feste Oberfläche auslösen. Anzeichen von Erosion erscheinen als Lochfraß aufgrund der Wasserschlagwirkung der kollabierenden Dampfblasen. Es wurde festgestellt, dass die Kavitationsschadensraten schnell ansteigen mit der Erhöhung des Volumenstroms.
Weichere Materialien können auch durch kurzfristiges Auftreten von Kavitation beschädigt werden . Einzelne Gruben können nach einem einzelnen Blasenkollaps beobachtet werden. Daher werden für Kreiselpumpen härtere Materialien verwendet . Bei den härteren Materialien, die in den meisten Anwendungen verwendet werden, kann die zyklische Beanspruchung aufgrund wiederholter Zusammenbrüche zu einem lokalen Versagen der Oberflächenermüdung führen . Kavitationsschäden an Metallen haben daher normalerweise den Anschein eines Ermüdungsversagens .
Wenn die Kavitationsblasen zusammenfallen, zwingen sie energetische Flüssigkeit in sehr kleine Volumina, wodurch Flecken mit hoher Temperatur erzeugt werden und Stoßwellen emittiert werden, von denen letztere eine Geräuschquelle sind. Obwohl das Zusammenfallen eines kleinen Hohlraums ein Ereignis mit relativ niedriger Energie ist, können stark lokalisierte Zusammenbrüche Metalle wie Stahl im Laufe der Zeit erodieren. Die durch das Zusammenfallen von Hohlräumen verursachte Lochfraßbildung führt zu einem starken Verschleiß der Bauteile und kann die Lebensdauer eines Propellers oder einer Pumpe erheblich verkürzen.
Kavitation wird normalerweise auch begleitet von:
- Lärm. Typisches Geräusch wird durch kollabierende Hohlräume verursacht. Der Geräuschpegel, der durch Kavitation entsteht, ist ein Maß für die Schwere der Kavitation.
- Vibration . Pumpenschwingungen aufgrund von Kavitation sind charakteristisch niederfrequente Schwingungen, die üblicherweise im Bereich von 0 bis 10 Hz auftreten.
- Reduzierung des Pumpenwirkungsgrades . Eine Abnahme des Wirkungsgrades der Pumpe ist ein zuverlässigeres Zeichen für das Auftreten von Kavitation.
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