Kavitasyon, pompa içerisinde yer alan sıvının mutlak basıncının, ortamın buharlaşma basıncının altına düşmesidir.
Kavitasyon ne demek? Olarak sözlük anlamına baktığım zaman ise; “ Pompa basıncının, pompalanan akışkanın buhar basıncının altına düşmesidir. “ tanımıyla karşılaşırız.
Kavitasyon nasıl önlenir? Adlı başlık altında tavsiyelerde bulunmadan önce, kavitasyon probleminin yaşanmaması için iki önemli kavramı incelemek gerekir.
1.ENPYp (Pompa Net Pozitif Emme Yükü)
Pompa üreticilerinin yapmış olduğu testler neticesinde, pompalar için elde edilen eğridir ve pompa kataloglarında bu değere yer verilir. Yapılan denemeler amprik formüllerle de bulunabilir.
1000 d/d için à 12,2xQ2/3
1500 d/d için à 21xQ2/3
3000 d/d için à 50XQ2/3
Pompanın kavitasyonsuz çalışabilmesi için; pompa ekseninin emiş yapacağı sıvı yüzeyine olan maksimum mesafir. mSS ile gösterilir.
2.ENPYt (Tesis Net Pozitif Emme Yükü)
Pompa emiş hattının kurulacağı tesisteki coğrafi yükseklik, sıvı sıcaklığı gibi şartlar göz önünde bulundurularak; mutlak atmosfer basıncından emiş hattı kayıp değeri çıkarıldıktan sonra, kalan mutlak basıncın havası boşaltılmış bir boruda sıvıyı çıkarabileceği mesafeyi ifade eden tanımdır. mSS ile ifade edilir.
ENPYt = Ha-hs-hb-hk
Formülüyle ifade edilen tesis net pozitif emme yükü formülünde yer alan değerlerin açıklamaları şöyledir:
- Ha: Atmosfer basıncı à mSS
- Hs: Pompa ekseni ile sıvı yüzeyi arasında yer alan mesafe à mSS
- Hb: Sıvı buharlaşma basıncı à mSS
- Hk: Boru sürtünme kayıpları ve diğer dirençler à mSS
Pompaların kavitasyonsuz çalışabilmesi için gerekli şart:
Öğrenmiş olduğumuz tesis net pozitif emme yükü ve pompa net pozitif emme yükü tanımlarından yola çıkarak;
ENPYt > ENPY olursa; kurulan emme tesisindeki şartlar, sıvıyı pompanın emebileceği seviyeye çıkarması gerekir. Aksi bir durum oluşursa kavitasyon kaçınılmaz olur.
Kavitasyon Nasıl Önlenir?
Kavitasyon sonucunda oluşan hasar pompa için büyük tehdit oluşturur. Bu yüzden pompayı korumak için, emme ağzında pozitif emme yüksekliği ( NPSH ) olarak tanımlanan minimum basınç bulundurulmalı, bu noktada uygulanan basıncın akışkanın buhar basıncından yüksek olmasıyla, kavitasyon oluşumu önlenebilir.
Eğer pompada kavitasyon hasarı oluşmuşsa, kontrol vanası kısılarak, debi ve pompanın ihtiyaç duyduğu NPSH değeri düşürülmelidir. Bu tip durumlarda önemli olan kısım, kalan debinin pompanın soğutacak kadar yüksek olmasının sağlanmasıdır.
Kavitasyon için; faz değişimi olayı ifadesi de kullanılabilir.
Kavitasyonunun Olumsuz Etkileri Nelerdir? Kavitasyonun Yol Açtığı Sorunlar
Kavitasyon oluşumu, basınç ve hız değişimi olan bütün sistemlerde yaşanabilecek bir durumdur. Ortam sıcaklığıyla doğru orantılı olan kavitasyon, buharlaşma sıcaklığı azaldığı zaman ortaya çıkar ve mekanizma içerisindeki su buhar ile hava kabarcıklarının soğuk bir kaynama oluşur. Kavitasyonun olumsuz etkilerini inceleyelim.
- Basınç düşüklüğü nedeniyle ortaya çıkan kavitasyon pompaya zarar verir, pompanın kapasitesini düşürür.
- Katı ve gaz fazlarında gözlemlenmeyen, sıvı fazında gerçekleşen kavitasyon oluşumu pompanın ömrünün kısalmasına neden olur.
- Kavitasyonun olumsuz etkileri sadece pompanın ömrünün kısalması ve kapasitesinin düşmesi değildir aynı zamanda, pompanın gürültülü çalışması, pompada yıpratıcı ve aşındırıcı etkilere de yol açar.
- Kavitasyonun yol açtığı sorunlardan biri de; sistemde performans kaybına neden olmasıdır.
- Kavitasyon sonrasında gürültü çalışmanın yanı sıra titreşim sorunları da meydana gelir.
- Kavitasyonun neden olduğu aşınma sorunu zaman içerisinde sistemde bulunan akışkanın özelliğini yitirmesine de neden olur.
Kavitasyon Neden Oluşur? Kavitasyonun Nedenleri Nelerdir?
Kavitasyon nedir? Adlı bu yazımızda, basınç ile kavitasyon arasındaki ilişkiyi açıklamaya çalıştık. Atmosfer basıncında oluşan durumda kavitasyona neden olup pompaya zarar verebilir, bu yüzden kavitasyon neden oluşur? Kavitasyonun nedenleri nelerdir? Detaylıca öğrenip bu kavitasyon nasıl önlenebilir konusuna geçelim. Kavitasyonun nedenleri:
- Pompa ve türbinin bulunduğu yerlerde oluşan düşük basınç kavitasyona neden olabilir.
- Sıvı içerisinde yer alan hava ya bazı gazların erimesi kavitasyona neden olmuş olabilir.
- Kavitasyonun oluşma nedenlerinden biri de; emme vanasının kapalı olması ya da emme hattının uzun olmasıdır.
- Debinin olması gereken optimal seviyenin üzerinde olması, kavitasyona neden olur.
- Emme hattında direncinin yüksek olması, kavitasyonun oluşma nedenlerinin bir diğeridir.
Pompa İçerisinde Kavitasyon Olduğu Nasıl Anlaşılır?
Pompada büyük hasarlara neden olabilecek kavitasyon sorunu olup olmadığını anlamak için basınç karşılaştırması yapılabilir. Akışkanın herhangi bir noktadaki basıncı ölçülerek, buhar basıncıyla karşılaştırılır. Eğer akışkanın basınç değeri, buharlaşma basıncına eşit veya düşükse, kavitasyon hasarı olması muhtemeldir.
Bu testi yapmak çok zor değildir, pompadaki verimliliği düşürüp hasara yola açabilecek hatta hasarın büyüklüğüne göre pompamızı tamamen kullanılmaz hale getirerek bize yüksek maliyetler çıkarabilecek kavitasyonu engellemek için, düzenli periyotlarda basınç testi yapılması tavsiye edilir. Sistemin ve çalışma koşullarının düzenli bir şekilde yapılması, oluşabilecek sorunlar için erken tedbir alınmasını sağlayarak, kavitasyon riskini azaltacağı için, pompamızın faydalı ömrünü uzatacaktır.