Kavitasyon Nedir?
Kavitasyon, sıvı içerisinde basıncın buharlaşma basıncının (vapor pressure) altına düştüğü bölgelerde, sıvının kaynamadan (sıcaklık artışı olmaksızın) buharlaşarak gaz kabarcıkları oluşturması ve bu kabarcıkların basıncın tekrar yükseldiği bölgelerde şiddetle patlayarak sıvıya geri dönmesi olayıdır.
Halk arasında “pompanın hava yapması” ile karıştırılsa da, kavitasyon aslında “pompanın içinde boşluk (cavity) oluşması” durumudur. Bu boşluklar hava değil, düşük basınç nedeniyle oluşan su buharıdır.
Fiziksel Süreç Nasıl İşler?
Kabarcık Oluşumu: Pompa emiş ağzında veya çark (fan) girişinde basınç, suyun o anki sıcaklıktaki buharlaşma basıncının altına düşerse, su aniden buharlaşır ve mikroskobik baloncuklar oluşur.
İlerleme: Bu baloncuklar, akışla birlikte çarkın kanatları boyunca daha yüksek basınçlı bölgelere (çarkın dışına doğru) sürüklenir.
Çökme (İmplosion): Yüksek basınç bölgesine gelen baloncuklar, iç basınçları dış basınca dayanamadığı için mikrosaniyeler içinde içe doğru patlar (çöker).
Darbe: Bu çökme sırasında açığa çıkan enerji, çok küçük bir alanda binlerce barlık mikro jet darbeleri oluşturur. Bu darbeler metal yüzeyleri “kemirerek” aşındırır.
NPSH (Net Pozitif Emme Yüksekliği) Nedir?
Hidrofor ve pompa seçiminde kavitasyonu engellemek için kullanılan temel hesaplama parametresi NPSH‘tir (Net Positive Suction Head). İki farklı NPSH değeri vardır ve bu ikisi arasındaki ilişki pompanın kaderini belirler.
A. NPSH(r) – Gerekli (Required) NPSH
Pompa üreticisi tarafından testlerle belirlenen ve pompanın karakteristik eğrisinde verilen değerdir.
Pompanın kavitasyona girmeden çalışabilmesi için emiş ağzında ihtiyaç duyduğu minimum basınç enerjisidir.
Akın Pompa Notu: Pompa debisi arttıkça, pompanın içindeki sürtünmeler artacağı için NPSH(r) değeri de yükselir. Yani pompa maksimum kapasitesine zorlandıkça kavitasyon riski artar.
B. NPSH(a) – Mevcut (Available) NPSH
Sistemin (tesisatın) pompaya sağladığı emiş basıncıdır.
Atmosfer basıncı, suyun sıcaklığı, emiş derinliği ve emiş hattındaki sürtünme kayıplarına bağlı olarak proje mühendisi tarafından hesaplanır.
Hidrofor Seçiminde Neden Kritiktir?
Hidrofor sistemlerinde, özellikle negatif koddan emiş yapan (su deposunun pompadan aşağıda olduğu) uygulamalarda kavitasyon en büyük risktir.
Emiş Derinliği Limiti: Teorik olarak atmosfer basıncı suyu en fazla 10.33 metre yukarı itebilir. Ancak sürtünmeler, sıcaklık ve pompanın NPSH(r) ihtiyacı düşüldüğünde, pratik emiş derinliği genellikle 6-7 metreyi geçemez. Yanlış seçim, hidroforun hiç su çekememesine neden olur.
Sıcak Su Uygulamaları: Sıcaklık arttıkça suyun buharlaşma basıncı artar. Örneğin, 80°C’deki bir suyu pompalamak için gereken emiş basıncı, 20°C’deki suya göre çok daha fazladır. Kazan besleme pompalarında kavitasyonun ana nedeni budur.
Pompa Ömrü: Sürekli kavitasyon altında çalışan bir hidroforun fanları (çarkları) kısa sürede sünger taşı gibi delik deşik olur, milleri balans bozukluğundan kırılabilir ve mekanik salmastraları parçalanır.
Kavitasyon Belirtileri Nelerdir?
Bir sistemde kavitasyon olduğunu şu belirtilerden anlayabilirsiniz:
Ses: Pompanın içinden çakıl taşları geçiyormuş gibi “çatırdama” ve “kırılma” sesleri gelir.
Titreşim: Pompada ve boru hattında anormal titreşimler oluşur.
Performans Düşüşü: Debi ve basınç aniden düşer, manometre ibresi sabit durmaz, sürekli titrer.
Önleme Yöntemleri ve Çözüm Önerileri
Akın Pompa olarak, kavitasyon riskini minimize etmek için şu yöntemleri öneriyoruz:
Pozitif Emiş (Mümkünse): Su deposunu pompayla aynı seviyeye veya pompanın üzerine yerleştirerek emişin pozitif basınçlı olması sağlanmalıdır.
Emiş Çapını Büyük Tutmak: Emiş hattındaki boru çapı, asla pompa emiş ağzından küçük olmamalıdır. Mümkünse bir boy büyük boru seçilerek sürtünme kayıpları azaltılmalıdır.
Kısa ve Düz Emiş Hattı: Emiş hattı mümkün olduğunca kısa olmalı, gereksiz dirseklerden kaçınılmalıdır.
Düşük Devir: Kritik emiş koşullarında 2900 d/d yerine 1450 d/d motorlu pompalar tercih edilerek NPSH(r) ihtiyacı düşürülmelidir.
Pompa Seçimi: Proje değerlerine (Debi/Basınç) tam uyan pompa seçilmeli, “büyük pompa iyidir” mantığıyla gereğinden aşırı büyük pompa seçilmemelidir. Eğrinin çok sağına (aşırı debi bölgesine) kayan pompalarda NPSH ihtiyacı artar.
Hidrofor Pompalar ve
Basınçlandırma Sistemleri
Oteller, hastaneler, fabrikalar ve yüksek katlı binalar için tasarlanmış, yüksek debili, dayanıklı paslanmaz çelik sistemli hidrofor pompalar.
Tarımsal Sulama İhtiyacınıza özel pompa çözümlerimiz için iletişime geçebilirsiniz.