Чому кавітація пошкоджує насоси; Системи
У багатьох публікаціях обговорюються причини та методи лікування кавітація, але мало хто звертається до причини, через яку ці бульбашки є настільки руйнівними.
Кипіння є попередником кавітації у відцентровому насосі. Кипіння - це не обов'язково погана річ, але якщо ці бульбашки не лопаються, може виникнути дуже потужна сила. Кипіння - це один із способів, що рідина може зазнати "зміни стану" і перетворитися на пару.
Рідка вода та бульбашки водяної пари, що утворюються під час кипіння, містять ті самі молекули. Основною різницею між ними є рівень енергії молекул та отримані обсяги, які вони займають в результаті цієї енергії. Молекули пари мають набагато вищий енергетичний рівень. Їх швидкі та розтягнуті рухи вимагають набагато більшого обсягу, ніж їх рідкі аналоги.
Кипіння і утворення цих бульбашок пари відбувається, коли енергія молекули рідкої води досягає рівня, який перевищує тиск навколишньої води та атмосферний тиск, що діє на її поверхню. Здебільшого ми, як правило, пов’язуємо цей процес з додаванням тепла, але в насосній галузі зменшення тиску часто є головним фактором.
На рівні моря, де атмосферний тиск становить 34 фута, казан з водою закипить при 212 ° F. Об'єм пухирця пари, який утворюється при 212 ° F, приблизно в 1673 рази більший за рідинний аналог при тій же температурі . Коли він піднімається на поверхню, він лопається і виділяє як тепло, так і енергію тиску. Тепло є основною складовою цього виділення енергії. Ударна хвиля, яка породжується сплеском, надзвичайно мала, оскільки тиск у бульбашці становить трохи більше, ніж одна атмосфера, і його енергія виділяється у всіх напрямках над поверхнею води.
Якщо ви перенесете цей самий горщик до Денвера (висота 5000 футів), ви виявите, що вода закипає приблизно на 203 ° F. Найнижча температура кипіння обумовлена підвищеною висотою і відповідно меншим атмосферним тиском у 28,2 футів. Менше енергії у формі тепла потрібно для зміни стану, коли тиск на поверхню води нижчий. Якщо ви продовжуєте знижувати цей тиск, температура кипіння зменшується пропорційно, і приблизно на 0,2 фута вода із задоволенням закипає в точці замерзання.