Pompalarda Kavitasyonu Azaltmaya Yönelik Önlemler
Pompalarda Kavitasyonu Azaltmaya Yönelik Önlemler
Kavitasyon, pompa çalışmasında önemli hasara yol açabilen ve performansı düşürebilen yaygın bir sorundur. Bir sıvıdaki basınç buhar basıncının altına düştüğünde meydana gelir ve buhar kabarcıklarının oluşmasına ve ardından çökmesine yol açar. Bu süreç, pompa bileşenlerini aşındırabilen, verimliliği azaltabilen ve bakım maliyetlerini artırabilen yoğun yerel kuvvetler üretir. Neyse ki, pompalardaki kavitasyonu en aza indirmek veya ortadan kaldırmak için çeşitli stratejiler kullanılabilir. Bu makale, kavitasyonun nedenlerini inceler ve bunu önlemek için pratik önlemleri tartışır.
1. Kavitasyonu Anlamak
Kavitasyon, öncelikle pompanın içindeki basınç düşüşünden kaynaklanır. Sıvı pompaya girdiğinde, çark aracılığıyla hızlanır. Basınç, sıvının buhar basıncının altına düşerse, buhar kabarcıkları oluşur. Bu kabarcıklar daha yüksek basınçlı bölgelere doğru hareket ettikçe, pompanın yüzeylerine zarar veren yüksek etkili kuvvetler oluşturarak çökerler.
Kavitasyonun yaygın belirtileri şunlardır:
Aşırı gürültü (genellikle “çatırtı” veya “patlama” sesleri olarak tanımlanır).
Pompa verimi ve debisi düşer.
Artan titreşim.
Pervane veya gövdede çukurlaşma gibi gözle görülür hasarlar.
2. Kavitasyonu Azaltmaya Yönelik Önlemler
Kavitasyonun önlenmesi, düşük basınç bölgeleri, yüksek sıvı sıcaklıkları veya kötü pompa tasarımı gibi temel nedenlerini ele almayı içerir. Aşağıda kavitasyonu azaltmak için temel önlemler verilmiştir:
2.1. Net Pozitif Emiş Başlığını (NPSH) Artırın
Net Pozitif Emiş Başlığı (NPSH), pompa tasarımı ve işletiminde kritik bir parametredir. Yeterli NPSH'nin sağlanması, sıvının buhar basıncına ulaşmasını önleyebilir.
NPSH'yi Artırmaya Yönelik Eylemler:
Alt Emiş Kaldırma:
Emiş kaldırma kuvvetini azaltmak için pompa ile sıvı kaynağı arasındaki dikey mesafeyi en aza indirin.
Emiş Borusu Çapını Artırın:
Daha büyük bir boru sürtünme kayıplarını azaltır ve pompa girişinde daha yüksek basınç sağlar.
Emiş Borularını Kısaltın:
Basınç düşüşlerini azaltmak için emiş borularının uzunluğunu en aza indirin.
Keskin Bükülmelerden ve Bağlantılardan Kaçının:
Türbülans ve basınç kayıplarını azaltmak için emiş borularını düzgün kıvrımlara ve daha az bağlantı parçasına sahip olacak şekilde tasarlayın.
Uygun Sualtı Durumunu Koruyun:
Hava girişini önlemek için pompa girişinin su altında kaldığından emin olun.
2.2. Pompa Çalışma Koşullarını Optimize Edin
Pompanın en iyi verim noktasına (BEP) yakın koşullarda çalıştırılması kavitasyon olasılığını azaltabilir.
Öneriler:
Pompayı aşırı yüksek veya çok düşük akış hızlarında çalıştırmaktan kaçının.
Sistem talebine göre pompa hızını ayarlamak için değişken frekanslı sürücüleri (VFD'ler) kullanın.
Aşırı yüklemeyi veya yetersiz yüklemeyi önlemek için pompanın uygulamaya uygun şekilde boyutlandırıldığından emin olun.
2.3. Kontrol Sıvısı Sıcaklığı
Yüksek sıvı sıcaklıkları sıvının buhar basıncını düşürerek kavitasyona daha yatkın hale getirebilir.
Stratejiler:
Mümkünse sıvının sıcaklığını düşürün.
Tutarlı bir sıvı sıcaklığı sağlamak için soğutma sistemleri veya ısı eşanjörleri kullanın.
2.4. Pompa ve Sistem Tasarımını İyileştirin
Tasarım iyileştirmeleri, daha düzgün akışkan akışı sağlayarak ve basınç düşüşlerini azaltarak kavitasyonu önemli ölçüde azaltabilir.
Tasarım Ölçütleri:
Doğru Pervaneyi Seçin:
Basınç düşüşlerini azaltmak için düşük giriş hızlarına veya indükleyici kanatlara sahip olan optimize edilmiş tasarımlara sahip çarklar kullanın.
Çift Emişli Pompalar Kullanın:
Çift emişli tasarımlar hidrolik kuvvetleri dengeler ve emiş hızını azaltır.
Hava Ayırıcılarını Takın:
Hava ayırıcılar, içeri giren gazları uzaklaştırarak kavitasyona katkıda bulunmalarını önleyebilir.
2.5. Düzenli Bakım Yapın
Uygun bakım, pompanın ve sistemin optimum durumda kalmasını sağlayarak kavitasyon riskini en aza indirir.
Bakım Görevleri:
Emiş hattında tıkanıklık veya engel olup olmadığını kontrol edin.
Contalar ve pervaneler gibi aşınmış veya hasarlı bileşenleri inceleyin ve değiştirin.
Pompa ve motorun doğru hizalandığından emin olun.
Sistem basıncını ve debi oranlarını düzenli olarak izleyin.
2.6. Kavitasyon Önleyici Ekipman Kullanımı
Kavitasyona yatkın sistemlerde, özel ekipmanlar kavitasyonun etkilerinin azaltılmasına yardımcı olabilir.
Örnekler:
Kavitasyon Bastırıcılar:
Basınç dalgalanmalarını azaltmak için pompa girişine takılan cihazlardır.
Basınç Tahliye Vanaları:
Bu valfler akışı düzenleyerek aşırı emiş basınçlarının oluşmasını engeller.
Tetikleyiciler:
İndüktörler, NPSH'yi artırmak için ana çarkın önüne yerleştirilen küçük eksenel akışlı çarklardır.
3. Vaka Çalışmaları: Pratik Uygulamalar
Vaka 1: Endüstriyel Soğutma Sistemi
Sorun:Yüksek sıcaklıktaki akışkan ve uzun emiş boruları sık sık kavitasyona neden oluyordu.
Çözüm:Sıvı sıcaklığını düşürmek için bir ısı eşanjörü takıldı ve emiş borusunun çapı artırıldı.
Sonuç:Kavitasyon ortadan kaldırıldı ve pompa güvenilirliği artırıldı.
Vaka 2: Belediye Su Temini
Sorun:Çok kademeli bir pompada yüksek emiş yüksekliği nedeniyle yetersiz NPSH.
Çözüm:Pompanın su kaynağına göre pozisyonunu alçalttım ve bir indükleyici ekledim.
Sonuç:Azaltılmış gürültü ve titreşim, pompanın ömrünü uzatır.
4. Sonuç
Kavitasyon pompa performansını ve ömrünü ciddi şekilde etkileyebilir, ancak uygun tasarım, işletme ve bakımla etkileri en aza indirilebilir veya ortadan kaldırılabilir. NPSH'yi artırma, çalışma koşullarını iyileştirme, sıvı sıcaklığını kontrol etme ve sistem tasarımını iyileştirme gibi önlemlere odaklanarak pompa operatörleri güvenilir ve verimli bir çalışma sağlayabilir. Önleyici önlemlere yatırım yapmak yalnızca performansı artırmakla kalmaz, aynı zamanda bakım maliyetlerini ve duruş süresini de azaltır ve bu da onu herhangi bir pompa sistemi için değerli bir çaba haline getirir.
