De ce cavitația dăunează pompelor; Sisteme
Multe publicații discută cauzele și vindecarea cavitație, dar puțini abordează motivul pentru care aceste bule sunt atât de distructive.
Fierberea este precursorul cavitației într-o pompă centrifugă. Fierberea nu este neapărat un lucru rău, dar dacă aceste bule nu izbucnesc, poate apărea o forță foarte puternică. Fierberea este o modalitate prin care un lichid poate suferi o „schimbare de stare” și se poate transforma în abur.
Apa lichidă și bulele de vapori de apă care se formează în timpul fierberii conțin aceleași molecule. Diferența majoră dintre cele două este nivelul de energie al moleculelor și volumele rezultate pe care le ocupă ca urmare a acelei energii. Moleculele de vapori au un nivel de energie mult mai mare. Mișcările lor rapide și extinse necesită un volum mult mai mare decât omologii lor lichizi.
Fierberea și formarea acestor bule de vapori are loc atunci când energia unei molecule de apă lichidă atinge un nivel mai mare decât presiunea apei înconjurătoare și cea a presiunii atmosferice care acționează pe suprafața acesteia. De cele mai multe ori, avem tendința de a asocia acest proces cu adăugarea de căldură, dar în industria pompelor o reducere a presiunii este adesea factorul major.
La nivelul mării, unde presiunea atmosferică este de 34 ft, o oală de apă va fierbe la 212 ° F. Volumul bulelor de vapori care se formează la 212 ° F este de aproximativ 1.673 ori mai mare decât cel al omologului său lichid la aceeași temperatură. . Când se ridică la suprafață, izbucnește și eliberează atât energie termică, cât și presiune. Căldura este componenta majoră a acestei eliberări de energie. Unda de șoc generată de explozie este extrem de mică, deoarece presiunea din bulă este doar puțin mai mare decât o atmosferă, iar eliberarea ei de energie este în toate direcțiile deasupra suprafeței apei.
Dacă mutați aceeași oală la Denver (cota 5000-ft), veți descoperi că apa fierbe la aproximativ 203 ° F. Este necesară mai puțină energie, sub formă de căldură, pentru a produce o schimbare de stare atunci când presiunea pe suprafața apei este mai mică. Dacă continuați să reduceți acea presiune, punctul de fierbere este redus proporțional și la aproximativ 0,2 ft apă este fericită să fiarbă la punctul său de îngheț.