Zrozumienie utraty związanej z tarciem i kawitacji

Zrozumienie utraty związanej z tarciem i kawitacji

Dowiedz się, jak utrata związana z tarciem i kawitacja mogą uszkodzić pompy, i zobacz, jak zmniejszyć prawdopodobieństwo występowania obu tych problemów. 

Za każdym razem, gdy pompujesz wodę przez rury z dużą szybkością, istnieje ryzyko utraty związanej z tarciem oraz kawitacji. W tym module przedstawimy znaczenie tych dwóch zjawisk.

Wyjaśnimy, w jaki sposób utrata związana z tarciem może spowodować spadek wydajności, jak kawitacja może spowodować uszkodzenie rurociągów i pomp, a także w jaki sposób można zmniejszyć ryzyko występowania obu tych problemów.

Zacznijmy od utraty związanej z tarciem. W uproszczeniu utrata związana z tarciem odnosi się do ciśnienia traconego przez ciecz w wyniku kontaktu pomiędzy poruszającą się cieczą i obudową, w której się porusza. Podczas transportu wody w systemie pompowania wody dochodzi do tarcia pomiędzy powierzchniami, z którymi styka się woda.

Ostatecznie prowadzi to do utraty energii i ciśnienia, co przekłada się na spadek wydajności w całym systemie. Żadna część systemu nie jest zwolniona z utraty związanej z tarciem – ten problem występuje w rurach, kolankach i zaworach.

Ale jak można poznać poziom utraty związanej z tarciem w systemie? Cóż, to zależy od różnych parametrów, w tym: od przepływu w instalacji; lepkości cieczy; średnicy i długości rury – im mniejsza i krótsza rura, tym większa lepkość i tym samym większa utrata tarcia. I wreszcie zależy to od powierzchni rur.

Jeśli na przykład ściany rur są gładkie, łatwiej jest pompować przez nie wodę, a więc poziom utraty tarcia będzie mniejszy. Tak więc poziom utraty tarcia można określić na podstawie prędkości, z jaką woda jest pompowana, oraz rozmiaru rury. Aby zmniejszyć utratę związaną z tarciem, możesz zrobić dwie rzeczy: 1) zmniejszyć przepływ; oraz 2) zwiększyć rozmiar rury.

Przy jednoczesnym zwiększeniu rozmiaru rury zwiększają się również początkowe koszty systemu. Z drugiej strony przekłada się to na zmniejszenie ogólnych kosztów cyklu życia, a więc jest to sensowne rozwiązanie długoterminowe. Zazwyczaj można uzyskać dane o utracie tarcia od producentów rur, kolanek, trójników i innych komponentów.

Teraz zwróćmy uwagę na kawitację. Kawitację definiuje się jako szybkie formowanie i rozpadanie się pęcherzyków powietrza w wodzie, do którego dochodzi podczas gotowania wody. Zwykle woda gotuje się w 100 stopniach. W tej temperaturze woda zamienia się w parę. Ale jeśli ciśnienie w układzie spadnie, tak samo spadnie punkt wrzenia.

Na przykład, jeśli ciśnienie w obszarze spada do 0,1 bara, woda w tym obszarze zacznie się gotować w temperaturze 45 stopni, a nie 100. I jak tylko ciśnienie w tych obszarach wzrośnie powyżej lokalnego punktu wrzenia, odparowane cząsteczki implodują, powracając do postaci ciekłej. Ten proces nazywa się kawitacją.

Zazwyczaj można to usłyszeć, ponieważ implozje powodują głośny hałas w rurach. Kawitacja jest jednym z najczęstszych problemów spotykanych w rurociągach, w których pompowana jest woda. Jest to również jedna z głównych przyczyn powstawania uszkodzeń w pompach i rurociągach.

Na szczęście istnieje kilka sposobów na zmniejszenie ryzyka kawitacji. Wystarczy wykonać następujące czynności: obniżyć wlot pompy i zwiększyć ciśnienie na wlocie; zredukować utratę tarcia w rurze ssącej; zmniejszyć przepływ pompy; zwiększyć wysokość poziomu zasysanej wody. W ten sposób dochodzimy do końca modułu szkoleniowego związanego z utratą tarcia i kawitacją.

Dziękuję za uwagę.