Cavitation

[M!Zare 48037]

Cavitation is one of major problems facing pump and inducer designers. Cavitation occurs in liquids when the local pressure is reduced to the vapor pressure of the liquid. Water, one of the most common working fluids, has a high propensity to cavitate under common operating conditions. Pumps and inducers are often damaged by the collapsing micro-bubbles that are formed by the cavitation process and efficiency can deteriorate severely.

 

 

ANSYS CFX software includes a state-of-the-art cavitation model based on a volume-of-fluid (VOF) approach [1]. This robust model allows the prediction of the cavitation size and location, very accurately. The animation, below, shows the evolution of the vapor pocket and the corresponding head drop curve at design point for the SHF pump

 

 

 

 

.

Figure 1: Cavitation evolution and corresponding drop curve for the SHP centrifugal pump.

 

Usually, an inducer is placed upstream of a pump to resist the cavitation. For this purpose, an inducer has a small number of blades (generally 3 blades) with long chords and a very high stagger angle. This particular design makes simulating the flow field through this type of rotating machinery very challenging even without cavitation modeling. Using the VOF model, the flow field has been predicted at design and off design regimes under cavitating conditions [2

 

References

[1] Bakir, F., Rey, R., Gerber, A. G., Belamri, T. and Hutchinson, B., “ Numerical and experimental investigations of the cavitating behaviour of an inducer”, International Journal of Rotating Machinery, 10:15-25,2004.

[2] Zwart, P., Belamri, T. and Gerber, A. G., “ A Two-Phase Model for Predicting Cavitation Dynamics”, ICMF 2004, Yokohama, Japan, May 30-June 3, 2004. Paper No.152.

 

[Amin 6457]

با توجه به اینکه من برای مدتی در جایی بودم که پمپ زیاد داشت می دونم مسئله کاویتاسیون خیلی مهم هستش و باعث خرابی پمپ ها میشه ..اما تا حالا فکر نکرده بودم که با انسیس تحلیلش کنم شاید چون رشتم جامدات به این چیزا فکر نکرده بودم .بسیار ممنون بابت تاپیکت .

[Amin 6457]

این پدیده یکی از خطرناکترین حالتهایی است که ممکن است برای یک پمپ به وجود آید. آب یا هر مایع دیگری، در هر درجه حرارتی به ازای فشار معینی تبخیر می شود. هرگاه در حین جریان مایع در داخل چرخ یک پمپ، فشار مایع در نقطه ای از فشار تبخیر مایع در درجه حرارت مربوطه کمتر شود، حبابهای بخار یا گازی در فاز مایع به وجود می آیند که به همراه مایع به نقطه ای دیگر با فشار بالاتر حرکت می نمایند. اگر در محل جدید فشار مایع به اندازه کافی زیاد باشد، حبابهای بخار در این محل تقطیر شده و در نتیجه ذراتی از مایع از مسیر اصلی خود منحرف شده و با سرعتهای فوق العاده زیاد به اطراف و از جمله پره ها برخورد می نمایند. در چنین مکانی بسته به شدت برخورد، سطح پره ها خورده شده و متخلخل می گردد. این پدیده مخرب در پمپ ها را کاویتاسیون می نامند. پدیده کاویتاسیون برای پمپ بسیار خطرناک بوده و ممکن است پس از مدت کوتاهی پره های پمپ را از بین ببرد. بنابراین باید از وجود چنین پدیده ای در پمپ جلو گیری گردد. کاویتاسیون همواره با صدا های منقطع شروع شده و سپس در صورت ادامه کاهش فشار در دهانه ورودی پمپ، بر شدت این صدا ها افزوده می گردد. صدای کاویتاسیون مخصوص ومشخص بوده وشبیه برخورد گلوله هایی به یک سطح فلزی است. هم‌زمان با تولید این صدا پمپ نیز به ارتعاش در می آید. در انتها این صداهای منقطع به صداهایی شدید ودائم تبدیل می گردد و در همین حال نیز راندمان پمپ به شدت کاهش می یابد