การเกิดโพรงอากาศในปั๊ม: ทฤษฎีและการคำนวณ
ภาพรวมของปรากฏการณ์โพรงอากาศ
ความดันของการระเหยของของเหลวคือความดันการระเหยของของเหลว (ความดันไออิ่มตัว) ความดันการระเหยของของเหลวสัมพันธ์กับอุณหภูมิ ยิ่งอุณหภูมิสูงขึ้น ความดันการระเหยก็จะยิ่งมากขึ้น ความดันการระเหยของน้ำสะอาดที่อุณหภูมิห้อง 20℃ คือ 233.8Pa ในขณะที่ความดันการระเหยของน้ำที่อุณหภูมิ 100℃ คือ 101296Pa ดังนั้น น้ำสะอาดที่อุณหภูมิห้อง (20℃) จึงเริ่มระเหยเมื่อความดันลดลงเหลือ 233.8Pa
เมื่อความดันของของเหลวลดลงเหลือความดันการระเหยที่อุณหภูมิหนึ่ง ของเหลวจะผลิตฟองอากาศ ซึ่งเรียกว่า การเกิดโพรงอากาศ อย่างไรก็ตาม ไอในฟองอากาศนั้นไม่ใช่ไอน้ำทั้งหมด แต่ยังมีก๊าซ (ส่วนใหญ่เป็นอากาศ) ในรูปแบบของการละลายหรือนิวเคลียสอยู่ด้วย
เมื่อฟองอากาศที่เกิดขึ้นระหว่างการไหลของคาวิเทชั่นไปสู่ความดันสูง ปริมาตรของฟองอากาศจะลดลงและอาจแตกออก ปรากฏการณ์ที่ฟองอากาศหายไปในของเหลวเนื่องจากความดันที่เพิ่มขึ้นนี้เรียกว่าการยุบตัวของคาวิเทชั่น
ปรากฏการณ์การเกิดโพรงอากาศในปั้ม
เมื่อปั๊มทำงาน หากบริเวณที่ล้นออกมา (โดยปกติจะอยู่ด้านหลังทางเข้าของใบพัด) ด้วยเหตุผลบางประการ เมื่อความดันสัมบูรณ์ของของเหลวที่สูบลดลงถึงความดันการระเหยที่อุณหภูมิปัจจุบัน ของเหลวจะเริ่มระเหยที่นั่น ทำให้เกิดไอน้ำและเกิดฟองอากาศ ฟองอากาศเหล่านี้จะไหลไปข้างหน้าพร้อมกับของเหลว และเมื่อถึงแรงดันสูงระดับหนึ่ง ของเหลวที่มีแรงดันสูงรอบๆ ฟองอากาศจะบังคับให้ฟองอากาศหดตัวอย่างรวดเร็วและแตกออก เมื่อฟองอากาศแตก อนุภาคของเหลวจะเติมเต็มช่องว่างด้วยความเร็วสูงและชนกันจนเกิดค้อนน้ำ ปรากฏการณ์นี้จะทำให้เกิดการกัดกร่อนของส่วนประกอบกระแสเกินเมื่อเกิดขึ้นบนผนังทึบ
กระบวนการนี้คือกระบวนการการเกิดโพรงอากาศของปั๊ม
อิทธิพลของการเกิดโพรงอากาศในปั๊ม
ผลิตเสียงและแรงสั่นสะเทือน
ความเสียหายจากการกัดกร่อนของส่วนประกอบกระแสไฟเกิน
ประสิทธิภาพการทำงานลดลง
สมการพื้นฐานของการเกิดโพรงอากาศในปั๊ม
ค่าเผื่อการเกิดโพรงอากาศในปั๊ม NPSHr เรียกอีกอย่างว่าค่าเผื่อการเกิดโพรงอากาศที่จำเป็น และเรียกว่าค่าหัวบวกสุทธิที่จำเป็นในต่างประเทศ
ค่า NPSHa-ค่าเผื่อการเกิดโพรงอากาศของอุปกรณ์เรียกอีกอย่างว่าค่าเผื่อการเกิดโพรงอากาศที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งได้มาจากอุปกรณ์ดูด ยิ่งค่า NPSHA มากขึ้น โอกาสที่ปั๊มจะเกิดโพรงอากาศก็จะน้อยลง NPSHa จะลดลงตามปริมาณการใช้งานที่เพิ่มขึ้น
ความสัมพันธ์ระหว่าง NPSHa และ NPSHr เมื่อการไหลเปลี่ยนแปลง
วิธีการคำนวณการเกิดโพรงอากาศของอุปกรณ์
hg=พี ซี /ρก－ชม ซี -พี วี /ρg－[เอ็นพีเอสเอช]
[NPSH]-ค่าเผื่อการเกิดโพรงอากาศที่อนุญาต
[NPSH] = (1.1 ~ 1.5) NPSHr
เมื่ออัตราการไหลมีค่ามาก ให้ใช้ค่ามาก และเมื่ออัตราการไหลมีค่าน้อย ให้ใช้ค่าน้อย
