Son güncelleme: 04.06.2021
Yüksek basınçlı bir kazanın devir daim valfinin yanında durduğunuzu hayal edin. Kazanın besleme borularının ve vananın şiddetle sallandığını fark ediyorsunuz sanki vananın içinden kayalar geçiyor fakat hattın içerisinde temiz su olduğunu eminsiniz.
Sizce Ne oluyor ?
Kavitasyon, pompalarda ve kontrol valflerinde, tekne pervanelerinde yaygın bir sorundur ve ciddi aşınma, yıpranma ve hasara neden olur. Yanlış koşullar altında kavitasyon, bileşenlerin ömrünü önemli ölçüde azaltır. Kavitasyonun neden olduğu sorunları ve bunları çözmenin yollarını tartışmadan önce, kavitasyonun ne olduğunu ve neden oluştuğunu tam olarak anlamak önemlidir.
Örneğin bir hattaki valf kısıldığında akışkanın hızının armasına ve basıncın düşmesine sebep olur(Bernoulli). Basınçtaki düşüş yeterince büyük ise sıvı buhar basıncının altına düşebilir ve buda buhar kabarcıklarının oluşmasına sebep olur.
Buhar kabarcıkları hasara neden olmaz. Hasar, buhar kabarcıklarının hızı düştüğünde ve basınçları arttığında meydana gelir. Bir buhar kabarcığı patladığında, kabarcığın merkezinde süpersonik hızda bir sıvı jeti oluşturur. Bu patlamalar vananın veya boru duvarının yakınında meydana gelirse, güçlü mikro jet o yüzeydeki malzemeyi aşındırır. Kontrolsüz bırakılırsa kavitasyon önemli ölçüde gürültüye, titreşime, erozyona ve mekanik arızaya neden olabilir.
Kavitasyon Tespiti
Kavitasyonun başlangıcını tahmin etmek oldukça zordur, ancak kavitasyonun ciddiyetini tahmin etmek ve saptamak için bazı yöntemler vardır. İlk yöntem, ciddi şekilde kavitasyon yapan bir sıvının yarattığı bariz gürültü ve titreşimdir. Valf ve aşağı akış boruları, içinden çakıl akıyormuş gibi ses çıkaracak ve genellikle önemli ölçüde titreyecektir.
Tipik kavitasyon belirtileri:
- Gürültü, Ses
- Titreşim
- Conta/yatak arızası
- Çark erozyonu
- Normal güç tüketiminden daha yüksek
SOLIDWORKS Flow Simulation ile kavitasyonu tespit etmek için sihirbaz içerisinden akışkanı seçtikten sonra kavitasyon seçeneğini işaretleyip akışkan içerisindeki çözünmüş gaz kütlesini tanımlayabilirsiniz.
Not: Analizi çalıştırırken akışkanın yoğunluğunun ortalaması mutlaka yakınsatılmalıdır.
Daha sonra akıştaki yoğunluk değişimini, hız, basınç ve akustik gücü inceleyerek kavitasyonun oluşup oluşmadığını öngörebilirsiniz.
Kavitasyon Çözüm Önerileri
Kavitasyonla baş etmenin en iyi yolu, tamamen önlemektir. Bunun için sistemdeki toplam veya yerel statik basıncı artırmalısınız. Büyük basınç düşümleri gerçekleştirmeniz gerekiyorsa tek bir valf üzerinden değil çok kademeli valfler ile gerçekleştirebilirsiniz. Akışkan sıcaklığını düşürebilirsiniz. Sistemi bozacak çatlaklar veya çökmüş borular/hortumlar olup olmadığını kontrol edin. Tıkalı filtrelerin, boru tıkanıklıkları olmadığından emin olun. Pompayı tankın altına koyarak statik basıncı artırabilirsiniz.
Flow Simulation teknik kitapçığına ve örneklerine nasıl ulaşabileceğinizi öğrenmek için tıklayınız.