در پمپ های سانتریفیوژ یک مشکل رایجی که وجود دارد پدیده کاویتاسیون می باشد. اگر مایلید تا با این پدیده آشنا شده و علت بروز آن را بدانید با ادامه مطلب همراه ما باشید. این پدیده مخرب نبوده بلکه در صنایع مختلف کاربردهای بسیاری هم دارد.
آشنایی با پدیده کاویتاسیون
پدیده کاویتاسیون مشکل رایجی در پمپ های سانتریفیوژ یا گریز از مرکز می باشد. اگر از پمپ صدای عجیبی می شنوید به احتمال زیاد این پدیده روی داده است. کاویتاسیون به معنی تشکیل و تجمع حباب ها در اطراف پروانه پمپ می باشد. این پدیده در سیالات با هر ویسکوزیته ای که درون یک پمپ جریان دارند روی می دهد.
وقتی هر یک از این حباب های کوچک ایجاد شده در سیال می ترکد، موجی با انرژی بالا درون مایع ایجاد می شود. تصور کنید سنگی به داخل حوض پرتاب کرده و امواج دایره ای که در آن ایجاد می شود مشابه انفجار حباب های کاویتاسیون می باشند. وقتی تعداد بسیاری حباب در پمپ می ترکد امواج ضربه ای به وجود آمده و برخورد آن پروانه و دیگر اجزای پمپ را به تدریج فرسایش می دهد. صدایی که از برخورد حباب ها به قطعات فلزی و ترکیدن آن ها درون پمپ ایجاد می شود مشابه صدای سنگ تراشی است.
علل ایجاد کاویتاسیون
علل بسیاری برای بروز این پدیده در پمپ وجود دارد از جمله:
- خراب شدن پروانه
- لرزش شدید و کاهش جریان
- اعمال جریان برق بیشتر از مورد نیاز پمپ
- بالا رفتن دما
- بالا رفتن سرعت سیال
- شرایط نامناسب جریان سیال، ناشی از ایجاد موانع
- کاهش جریان یا فشار اعمالی
کاربرد کاویتاسیون
کاویتاسیون فرایند مخرب و ناهنجاری نیست. این پدیده کاربردهای زیادی در زمینه های گوناگون دارد. به طور مثال صنایعی نظیر صنعت پزشکی تجهیزاتی را مدنظر دارند که توسط این پدیده ایجاد و از اثرات آن بهره مند شوند. کاویتاسیون فراصوت در صنعت پزشکی برای رفع سنگ کلیه و درمان انواع سرطان کارایی دارد.
در حال حاضر پژوهش های بسیاری در این زمینه انجام می شود که هدفش تخریب بافت های بیمار بدن توسط کاویتاسیون است. در صنعت تولید شیر هم از پدیده کاویتاسیون برای همگن سازی بهره می گیرند. کاویتاسیون در تصفیه آب هم کارایی دارد. کاویتاسیون گسترده در صنایع دریایی کاربرد بسیاری دارد.
به طور مثال از این پدیده برای ارتقای ماکزیمم سرعت دستگاهی نظیر زیردریایی استفاده می شود. در ضمن بعضی جانوران دریایی نظیر میگو از این پدیده برای شکار طعمه استفاده می کنند.
مراحل تشکیل کاویتاسیون
کاویتاسیون در دو مرحله تشکیل می شود:
تشکیل حباب در مایع
هنگامی که یک جسم به سرعت در مایع حرکت می کند (مثل یک پروانه چرخان در آب) در حین برخورد به ذرات آب، تغییرات جزئی در فشار آن ها ایجاد می شود. در اثر این چرخش، منطقه ای از حباب دچار خلاء خواهد شد. یعنی فشار آن ناحیه شدیدا کاهش یافته و در اثر این کاهش فشار، مایع به حالت اشباع وارد می شود.
ورود مایع به حالت اشباع سبب تشکیل ذرات حباب در مایع می گردد.
تخریب به علت از بین رفتن حباب
در این پدیده فشار مایع افزایش یافته و حباب از بین می رود. به عبارت دیگر، هنگامی که حباب ها با پروانه درگیر شوند، فشار مایع مجددا افزایش می یابد و سبب می شود تا حباب ها از هم گسیخته و نابود گردند. بعد از نابودی حباب ها، سیالات اطراف، برای حفظ پیوستگی سیال به مکان تشکیل حفره هجوم می برند که نتیجه آن، ایجاد تونل پر فشاری از مایع به اسم میکروجت ها می باشد.
در اثر تماس میکروجت به سطح قطعه، یک تخریب کوچک ذره بینی در جسم ایجاد می شود. در نهایت به تدریج، به دلیل تعداد دفعات زیاد، قطعه به طور کامل تخریب می شود.
از همراهی شما متشکریم. همچنین پیشنهاد می شود در صورت تمایل برای آشنایی با پدیده لانینا و پدیده مونسون روی لینک ها کلیک کنید.
منبع : آرگا
