Aby zapobiegać występowaniu zjawiska kawitacji, należy tak zaprojektować układ i dobrać taką pompę, aby NPSHA cieczy (układu), wpływającej do pompy, było większe niż NPSHR pompy.
NPSHA \ge NPSHR
Rys. 1. Przebieg linii energii w pompie i układzie pompowym, a – praca bezkawitacyjna, b – praca w strefie kawitacji
Na rys. 1 pokazano bilans wysokość energii na wlocie do pompy. Dla sytuacji rys. 1a – NPSHA ma większą wartość niż NPSHR (punkt C leży w strefie przepływów bezkawitacyjnych). Należy zatem spodziewać się, że układ będzie pracował prawidłowo. Jeżeli natomiast w punkcie A, na króćcu ssawnym obniżymy ciśnienie, rys. 1b , to może się zdarzyć, że punkt C, określony przez niezmienną wartość NPSHR, przemieści się do strefy przepływów kawitacyjnych, w której ciśnienie spada poniżej ciśnienia prężności par. W tym przypadku, w pompie wystąpi kawitacja. Podobny efekt powoduje wzrost ciśnienia prężności par, spowodowany wzrostem temperatury cieczy.
Wartości NPSHA(Q) i NPSHR(Q) zmieniają się z przepływem. Na etapie projektowania i dobory pompy należy przeanalizować zagrożenie wystąpienia kawitacji przy przekroczeniu wydajności pompy, jak to pokazano na rys. 2.
Rys. 2. Ograniczenie wydajności pompy ze względu na występowanie kawitacji
Straty w rurociągu ssawnym rosną z kwadratem przepływu, co powoduje odpowiednie obniżenie rozporządzalnej nadwyżki NPSHA.
Depresja dynamiczna na łopatkach pompy rośnie z kwadratem prędkości, co powoduje wzrost wymaganej nadwyżki NPSHR.
Punkt przecięcia się krzywych NPSHA(Q) i NPSHR(Q) wyznacza maksymalną, możliwą do osiągnięcia wydajność pompy przy pracy bezkawitacyjnej pk.
Wydajność pompy w układzie wyznacza punkt pracy pompy pp, jak to pokazano na rys. 2. Aby układ w tym punkcie pracował poprawnie, w każdych warunkach, punkt przecięcia się charakterystyk kawitacyjnych pk musi leżeć na prawo od punkty przecięcia się charakterystyki przepływu pompy i układu pp.
Warunek ten możemy zapisać w postaci wzoru:
Q_{kaw} > Q_r
Qr - rzeczywista wydajność pompy pp - punkt pracy układu Qkav - maksymalna wydajność układu bez kawitacji pk - punkt kawitacyjny
PAMIĘTAJ !
- O wystąpieniu kawitacji decyduje ciśnienie (punkt A) na ssaniu pompy
- Wzrost strat na ssaniu powoduje wzrost zagrożenia kawitacją
- Wzrost temperatury cieczy powoduje wzrost zagrożenia kawitacją
- Wzrost prędkości przepływu powoduje wzrost zagrożenia kawitacją
Warto sprawdzić