Hiện tượng Pump Cavitation hay Cavitation là gì và nguyên nhân

Cavitation là gì?

Cavitation là một hiện tượng trong đó sự thay đổi áp suất nhanh chóng trong chất lỏng dẫn đến sự hình thành các khoang nhỏ chứa đầy hơi ở những nơi có áp suất tương đối thấp. … Sau đó áp suất tăng trở lại, những khoảng trống hoặc bong bóng trong chất lỏng nhanh chóng sụp đổ, tạo ra sóng xung kích, được gọi là xâm thực quán tính.

Những điều kiện thực tế xảy ra Cavitation:

  • Trong cánh quay của bơm hút chân không (nếu dầu hoặc nước không được làm mát)
  • Cánh quay của bơm ly tâm
  • Cánh quay của máy bơm nước
  • Chân vịt quay của tàu thủy

Hậu quả của Cavitation:

– Phát hủy dần bề mặt cánh quạt
– Tạo ra những tiếng nổ nhỏ

Giải thích chi tiết nguyên nhân hiện tượng Cavitation

Khi cánh quạt quay trong nước, nước có vận tốc tương đối ngang qua bề mặt của cánh quạt ở tốc độ cao. Hoặc khi nước di chuyển trong ống từ ống đường kính lớn sang ống đường kính nhỏ. Theo nguyên lý Bernoulli, dòng chất lưu di chuyển ở tốc độ cao sẽ tạo ra áp suất âm vuông góc với chiều của dòng chảy. Do đó bên trong dòng chảy có áp suất giảm, đồng thời nhiệt độ không đổi.

Với việc áp suất giảm và nhiệt độ không đổi, chất lõng sẽ chuyển từ thể lõng sang thể khí. Nói cách khác, áp suất thủy tĩnh nhỏ hơn áp suất bay hơi thì sẽ hình thành bọt khí. Từ đó, hình thành các bong bóng khí.

Sau khi chất lưu đi đến nơi có tốc độ dòng chảy thấp hơn, các bóng khí sẽ sập lại và tạo ra sóng xung kích.

Sóng xung kích sẽ phá hủy bề mặt kim loại dần dần.

Sự hình thành sóng xung kích do Cavitation

Bóng khí sập tạo sóng xung kích phá bề mặt kim loại

Cavitation bên trong đường ống nước

Trong 1 đường ống chất lỏng, khi đường kính ổng giảm, sẽ hình thành 1 số điểm có áp suất thủy tĩnh nhỏ (khu vực màu xanh dương). Khu vực này sẽ xuất hiện các bọt khí. Khi chuyển từ lỏng sang khí, thể tích các bọt khí tăng trên 50.000 lần.

Khi đến khu vực có đường ống lớn hơn, áp suất thủy tĩnh tăng thì hơi nước chuyển dạng lõng, các bọt khí đột ngột sập lại. Khi chuyển từ khí sang lỏng, thể tích các bọt khí giảm trên 50.000 lần. Từ đó hình thành sóng xung kích (micro wave).

Cavitation ở chân xịt quay của tàu thuyền

Cánh quạt chân vịt quay nhanh, tạo ra dòng nước tốc độ lớn lướt qua bề mặt cánh quạt. Dòng chất lưu này theo nguyên lý Bernulli sẽ tạo ra áp suất thấp, dẫn đến hình thành có bóng nước trên bề mặt cánh quạt. Các bóng nước vỡ ra sẽ tạo ra sóng xung kích phá hỷ bề mặt của cánh quạt.

Để tránh hiện tượng Cavitation trên bề mặt cánh quạt chân vịt, người ta thiết kế cánh quạt sao cho tốc độ quay thấp.

Hiện tượng Cavitation trong máy bơm ly tâm ( centrifugal pump)

Máy bơm nước ly tâm có cánh quạt quay tròn để tạo lực quán tính ly tâm, từ đó tạo áp lực nước. Trong quá trình cánh quạt quay, dòng nước đi ngang qua bề mặt cánh quạt. Từ đó xảy ra hiện tượng Cavitation, tạo bọt khí. Các bọt khí vỡ và tạo ra sóng xung kích phá hủy bề mặt cánh quay bơm ly tâm.

Dòng nước di chuyển trên bề mặt cánh quạt ở tốc độ cao
Bề mặt cánh quạt bị phá hủy do sóng xung kích

7 Cách để tránh hiện tượng Cavitation trong bơm ly tâm

  • Hạ nhiệt độ dòng chảy
  • Tăng mức chất lỏng trong bình hút
  • Thay đổi máy bơm có thiết kế tốt hơn
  • Giảm tốc độ động cơ nếu có thể
  • Tăng đường kính mắt của cánh quay
  • Sử dụng một cảm ứng cánh quạt
  • Sử dụng song song hai máy bơm công suất thấp hơn
  • Sử dụng máy bơm tăng áp để nuôi máy bơm chính

Hiện tượng Cavitation trong bơm hút chân không vòng chất lỏng

Đối với bơm hút chân không vòng nước hoặc bơm hút chân không vòng dầu, cánh quạt quay nhanh lướt trên dầu sẽ có khả năng sinh ra hiện tượng cavitation. Dầu chuyển tử thể lỏng sang thể khí, sau đó các bóng khí teo lại tạo ra sóng xung kích phá hủy bề mặt của cánh gạt bơm chân không.

Để tránh hiện tượng Cavitation, ta không thể giảm tốc độ quay của cánh gạt. Thay vào đó, ta cần làm mát dầu. Dầu được làm mát có nhiệt độ thấp, do đó đòi hỏi mức áp suất thấp hơn để chuyển sang thể khí. Do đó, khó xảy ra hiện tượng Cavitation hơn.

Liên hệ Good Motor để được tư vấn

Công ty Good Motor chuyên cung cấp các dòng bơm hút chân không cũ, sửa chữa bảo dưỡng bơm hút chân không vòng dầu, bơm hút chân không khô đảm bảo chất lượng, giá cả cạnh tranh và chuyên nghiệp trong dịch vụ.

Good Motor Vietnam
Phone: 0932951581 (Zalo)

TP.HCM
– 51 Bàu Cát 1, Phường 14, Quận Tân Bình, TP.HCM (Văn phòng)
– 4 Liên Khu 1-6, Bình Trị Đông, Bình Tân (Kho hàng)

Hà Nội
– Đội 1, Lạc Thị, Ngọc Hồi, huyện Thanh Trì, Hà Nội (Kho hàng)

0932.95.15.81