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Motivi della cavitazione della pompa centrifuga a bassa temperatura

Dec 08, 2024

Se la pompa centrifuga a bassa temperatura genera rumore e vibrazioni durante il funzionamento, accompagnati da una diminuzione della portata, della prevalenza e del rendimento, e talvolta non funziona nemmeno, e durante la manutenzione, si riscontra spesso che sono presenti vaiolature o danni a nido d'ape vicino il bordo di ingresso della lama. Nei casi più gravi, l'intera lama può presentare questo fenomeno e anche la lama può essere perforata, a causa del danno da cavitazione.

Il motivo della cavitazione nelle pompe centrifughe a bassa temperatura è che la pompa lavora sul liquido attraverso la girante rotante, aumentando l'energia del liquido. Durante il processo di interazione, la velocità e la pressione del liquido cambiano. Di solito, l'ingresso della girante di una pompa centrifuga a bassa temperatura è il punto con la pressione più bassa. Se la pressione in quest'area è uguale o inferiore alla pressione di vaporizzazione del liquido a quella temperatura, una grande quantità di vapore e gas disciolti nel liquido fuoriuscirà dal liquido, formando tante piccole bolle miste a vapore e gas. Quando queste piccole bolle fluiscono con il liquido nella zona ad alta pressione, si genera una differenza di pressione dovuta alla pressione di vaporizzazione all'interno delle bolle, che è maggiore della pressione di vaporizzazione attorno alle bolle. Sotto questa differenza di pressione, le bolle vengono compresse e scoppiano, per poi ricondensarsi. Durante il processo di condensazione, le particelle liquide accelerano da tutti i lati verso il centro della bolla. Al momento della condensazione, le particelle entrano in collisione tra loro, generando un'elevata pressione locale. Se queste bolle scoppiano e si condensano vicino alla superficie metallica, le particelle liquide colpiranno continuamente la superficie metallica come innumerevoli piccoli proiettili. Sotto impatti continui con alta pressione e frequenza, la superficie metallica si deteriora gradualmente a causa della fatica, fenomeno comunemente definito erosione. Nelle bolle generate sono mescolati anche alcuni gas attivi (come l'ossigeno), che corrodono chimicamente il metallo con il calore rilasciato durante la condensazione delle bolle. L’effetto combinato della corrosione chimica e dell’erosione meccanica accelera il tasso di danneggiamento del metallo, noto come danno da cavitazione.

Quando la pompa centrifuga a bassa temperatura inizia a sperimentare cavitazione, l'area di cavitazione è piccola e non ha un impatto significativo sul normale funzionamento della pompa. Inoltre, non vi è alcuna riflessione evidente sulla curva delle prestazioni della pompa. Ma quando la cavitazione si sviluppa in una certa misura, si genera un gran numero di bolle, che influenzano il normale flusso del liquido e causano persino l'interruzione del flusso del liquido, con conseguenti vibrazioni e rumore; Allo stesso tempo, la portata, la prevalenza e l’efficienza della pompa sono diminuite in modo significativo, come risulta evidente anche dalla curva delle prestazioni della pompa. In caso di grave, la pompa non può funzionare.
Per evitare il più possibile la cavitazione, durante la progettazione del processo, il liquido dovrebbe avere un certo grado di sottoraffreddamento prima di entrare nella pompa e il corpo della pompa dovrebbe essere installato in una posizione più bassa per fornire una certa prevalenza di pressione statica al liquido ingresso. Inoltre, è importante prestare attenzione all'isolamento dal freddo e ridurre al minimo le perdite di freddo.