A kavitáció

kavitacio-propellernel

Az apró fehér buborékok már vákuumbuborékok. Kezdődik a kavitáció

Biztosan hallottak már a kavitációról, és a vele járó káros hatásokról. Amikor a szivattyú nem tudja elég nyomással a vizet szívni, a vízben gőzbuborékok keletkeznek, amelyek megrongálják a járókereket. De miért is történik ez? Mikor alakul ki kavitáció egy rendszerben, és mivel jár, mi történik valóban a csövekben ilyenkor?

Szivattyúknál jellemzően akkor alakul ki kavitáció, amikor a csővezetékben az abszolút nyomás a folyadék telített gőznyomása alá csökken. Ezt okozhatja a rendszer alul méretezése, vagy az elzáró / szabályozó szerelvények (csap, szelep) okozta ellenállásból, fojtásból adódó nyomásveszteség. Jellemzően a szivattyú járókerekénél alakul ki a kavitáció, ahol nagy károkat okoz a készülékben, valamint a hatás miatt bekövetkezett hangok, és rezgések kiterjednek a rendszer többi részére is.

Iskolában megtanultuk a Bernoulli törvényt, amely kimondja, hogy az áramló közegben az energia-összetevők összege állandó. Tehát a csőrendszerben ha a nyomás lecsökken, a sebesség megnő, és ez fordítva is igaz. A folyadékok – vegyük a vizet – apró, gömb alakú molekulákból állnak. Ezek egymáson súrlódnak, és nagyon jól kitöltik a teret, szinte nem is hagynak hézagokat.

Ha a folyadék hirtelen nyomáscsökkenés következtében elindul, ezek a molekulák szétszakadnak egymástól a hirtelen sebességváltózás miatt. De nem úgy, ahogy a szilárd testek, hanem a rendelkezésre álló teret egyenletesen kitöltve cseppekre esnek szét. A cseppek között pedig üregek keletkeznek, amelyekben vákuum keletkezik. A folyadékoknak vákuumban megváltozik a forráspontjuk, így a víz elkezd forrni, és ezek a vákuumbuborékok ennek hatására összeesnek. A folyamat olyan gyorsan megy végbe, hogy a levegőnek nincs ideje olyan gyorsan odaérni és kitölteni az üres lyukakat, így valódi vákuum keletkezik egy kis időre.

A buborékok összeesése másodpercek alatt bekövetkezik, és apró, csattanó hanggal jár. Azonban a reakciót fényvillanások is kísérik, ha közelebbről megfigyeljük. Kis kékes felvillanás keletkezik ott, ahol egy buborék összeesik, és radioaktivitás is mérhető a nyomában.

A gőzbuborék összeesése megsemmisíti a hatósugarában lévő tárgyak protonját, elektronját, neutronját, amelyek fényt kibocsájtva különböző frekvenciákon szétsugározódnak, amelyet a szomszédos molekulák elnyelnek, és ettől a hőmérsékletük megnő. Tehát az anyagok valóban megsemmisülnek a kavitáció során, nem csak lebomlanak, törmeléket hagyva maguk után.

kicsit-megzabalta-a-kavitacio

Egy kicsit megcsipegette a kavitáció a szivattyú járókerekét

9 hozzászólás a(z) “A kavitáció” bejegyzéshez

  1. Nyéki Attila

    Üdv!
    Kavitációs jelenségre gyanakszom a házi vízmű rendszeremnél, ugyanis gyakorta megesik, hogy a szivattyú nem bírja újratermelni a vizet és a tartályból kifogy a víz. Idővel a szivattyú újratölti a rendszert, de hosszabb ideig is eltarthat, miközben levegőbuborékokat présel a rendszerbe és ekkor a csap megnyitása után, hangos pukkanások kíséretében távozik a rendszerbe került levegő.
    A szivattyú szívó oldalán van egy visszacsapószelep, szívószár és a végén a lábszelep.
    Kérdésem az volna, hogy amikor kialakul ez a kavitációs jelenség, az előbbi alkatrészek közül melyik okozhatja, azaz melyik lett csere érett?
    Várnám szíves válaszukat.
    Köszi

    Válasz
    1. Vajas Máté

      Tisztelt Nyéki Attila Úr!

      Köszönettel vettük kérdését. A gondot a visszacsapó-szelep okozhatja. Mivel a lábszelep már tartalmaz egyet, így felesleges még egy visszacsapó-szelep a szívóágra. További ellenállást okoz, és redukálja a szíváskor fellépő nyomás nagyságát. Lehetséges, hogy csak azért egy idő után jelentkezik, mert ha ki tudná nyerni a vizet x méter mélyről, a visszacsapó-szelep ellenállása miatt a nyomás csökkent. Valamint kérem, írja meg, hogy a szivattyú hány méter mélyről szívja fel a vizet.

      Tisztelettel:
      Vajas Máté

      Válasz
      1. Nyéki Attila

        Üdvözlöm kedves Vajas Máté úr!
        A nyugvó vízszint a kútban jelenleg 4,8m-en van.
        Szétszedtem a szívóoldali részt és megállapítást nyert, hogy a visszacsapószelepre tekert 90°-os műa. idom nagyon könnyen forgott. A kenderkócos tömítése fáradt el és tömítetlenséget okozott.
        Mivel a szelep után volt a hiba, nyilván a tartály nyomása zárásba tette a szelepet, ezért a lezárt lábszelep miatti nyugvó nyomású szakaszon csöpögést, folyást nem lehetett tapasztalni, viszont szívó üzemben a levegőt beengedte a hibás tömítés. A motor indulása után, amíg a szívószárban lévő víz súlya által keltett negatív nyomás és kis résen keletkezett nyomás ki nem egyenlítődött, addig a szívószárból szívta ki a nyomáskiegyenlítődéshez tartozó vízmennyiséget. Az erős kavitálás egészen addig tartott, amíg a szivattyú szívóereje olyan szintre nem emelkedett, ahol már le tudta győzni a szívószárban lévő víz súlyából adódó negatív nyomást és a kis rés által okozott negatív nyomás csökkenést. A levegő sajnos ennek ellenére belekeveredett a szívott vízbe, ami miatt pedig állandóan buborékos lett a termelt víz.
        A kendertömítést kicseréltem teflonszalagos tömítésre és ismét teljesen jól működik a vízművem. Nyilvánvaló, hogy a visszacsapószelepre semmi szükség nincs a lábszelep ellenében, de ennek ellenére még benne hagytam, mert pillanatnyilag nem tudtam kiváltani az üressé váló szakaszt és az is nyilvánvaló, hogy ha nem lett volna benne a szelep, akkor azonnal egyértelműsítette volna a tömítés hibáját szivárgás képében, hiszen a tartály folyamatosan nyomáson tartotta volna a szívószárban lévő vízoszlopot. …én arra gondolok, hogy anno a mester azért rakta bele a szelepet, hogy a lábszelepet tehermentesítse, növelje ezáltal az élettartamát és lehetőleg ne kellejen a 40mm-es PVC szívócsövet kihúzni a cseréje miatt.
        Köszönöm építő jellegű tanácsát.

        Válasz
      2. Hornyák Dávid

        Tisztelt Nyéki Úr!
        Kavitációval kapcsolatosan az alábbiak vonatkozásában szeretném kérni véleményét:
        Felléphet-e kavitáciú a csőhálózatba épített nyomásfokozó szivattyúban,
        Okozhat-e kavitációt a vízben oldott gáz (pl. 66 l/m3),
        Elhagyható a szivattyú fölé tervezett visszacsapó szelep ha a szivattyú lábszeleppel szerelt, de a nyomóág eléri a 90 m vizoszlopot .

        Tisztelettel Hornyák Dávid

        Válasz
  2. jancsekity simon

    TISZTELT NYÉKI ÚR! Abban szeretném kérni a szakmai segítségét,hogy egy 32m-es fúrt kútban ami 24m-28m-ig van be szűrözve,és 20m-ig van felkavicsolva az üzemi vízszint 12m,és a PEDROLLÓ szivattyú 16m-re van lehelyezve,és EASY PRESS vezérlő irányítja,de 3 perc után eláll a vízfolyás,de a szivattyú még működik amíg az áramlás szabályzó le nem állítja holott még van 4méter vízoszlop! Fél perc múltán ,ha elindítom ismét megy 3 percig,és ismét vége! megint fél perc,és megint 3 perc! újra indításnál fél perc múlva susogó fortyogó hang hallatszik a kútból! MI LEHET EZ A JELENSÉG OTT 16m-en SZIVATTYÚ KÖRNYÉKÉN? SEGÍTSÉGÉT ELŐRE IS KÖSZÖNÖM! TISZTELETTEL: Jancsekity simon

    Válasz
    1. Nyéki Attila

      Üdvözlöm kedves Simon!
      Előrebocsátanám, hogy nem vagyok vízrendszerekkel foglalkozó szakember, csupán józan paraszti ésszel próbálom a körülöttem lévő dolgokat megérteni, majd megoldást keresni azokra. Szerencsémre gyakorta sikerrel járok, de van amikor tapasztaltabb ember tanácsára szorulok én is.
      A kérdését nem igazán értem. Amit kivettem belőle, hogy a kútban lévő nyugalmi vízszint magasabban van, mint maga a szivattyú. Ez felettébb érdekes számomra, mert nem értem, hogy hogyan nem árasztotta el még a szivattyút a víz és verte le a biztosítékot.
      Az Easy Press működésének megértése fontos feladat, hiszen ilyen készüléket olyan helyen alkalmazhatunk nagy biztonsággal, ahol esetleg nincs hidrofor tartály, de lássuk be, hogy a hagyományos tartályos kivitelben sokkal jobban meg lehet bízni, mint egy ilyen szerkezetben, mert bár a szerkezet működését nem ismerem, de gondolom a Venturi-elvet és az elektromechanikus szelepek egyvelegét használják a vezérlésre és mivel azon átfolyik a gyakorta nem tiszta víz is, a benne lévő kicsi járatok el is tömődhetnek, így a helytelenül kialakuló nyomásértékek idő előtti kikapcsolást okozhatnak.
      Szerény véleményem szerint a szerkezeten belül is keresehető a hiba, de hangsúlyozom, hogy nem értem a nyugalmi vízszint és a szivattyú elhelyezési magasságok értelmetlennek tűnő számait.
      A kútból hallatszó furcsa hangok a vízoszlop leszakadását vetíti előre, amiből pedig a kút áteresztőképességének drasztikus lecsökkenését vagy a szívószál eltömődését vizionálom, aminek akár következménye lehet az Easy Press működése, hiszen ha valóban a leírtaknak megfelelően van elhelyezve a szivattyú, akkor leállásakor a szivattyú feletti vízoszlop súlyából adódó nyomás a szívócsőbe préseli a vizet, amit az újraindítással ki is szívhatunk belőle, azonban itt meg kell jegyezzem, hogy csak akkor tudja bepréselni a vizet a felette lévő vízoszlop, ha a szívószáron tömítetlenség lép fel, hiszen a maga előtt tolt légdugót valahogy ki kell nyomja magából, hogy a szivattyú indításakor azonnali víznyomást tudjon produkálni.
      Hirtelenjében ennyit tudnék a dologhoz hozzáfűzni, de ha további kérdése lenne, akkor próbálom megérteni és válaszolni rá.
      Legyen jó napja!

      Válasz
  3. Kovács György

    T. Cím
    A napokban szembesültem a következő jelenséggel. Évek óta üzemel egy nagyobb teljesítményű (5 att nyomómagasság, kb 4 köbméter/óra vízszállítás) szivattyú pinceszinten, egy fúrt kúton. A vizet a locsolószintre kb. 2.5 méterre kell csupán felnyomnia. Bőven van víz, akár órákon át tudja működtetni a locsolórendszert. Itt nincs semmi probléma. A kertbe lefektettem egy 20 mm-es csöpögtető csövet, kb 10 méter hosszban. Próbaként 15 percig hagytam a szivattyút működni. ezalatt a csöpögtetőcsőből nagyon kevés, talán 10 liter víz csöpögött ki összesen (ennyi idő alatt 1 köbméter vizet tud felnyomni, kb 2.5 méter magasra a szivattyú szint fölé). Azt tapasztaltam, hogy a szivattyú vízszállítása leállt, üresen forgott, míg kikapcsoltam. Újraindításnál ugyanez a helyzet maradt. A jelenség levegősödésre utalt, ezért a szivattyú vízfeltöltő nyílásán keresztül feltöltöttem. Meglepetésemre csak a szivattyúból tűnt el a víz, a szívócsőből nem (mindössze másfél liter vízzel a szivattyú telítődött, újraindításkor- és azóta is- hibátlanul működik (de nem a csepegtetőcsővel, amit eltávolítottam). Összefoglalva: a szivattyú levegős lett, a szívócsőből a víz nem tűnt el (a lábszelep hibátlan, vizet a kútba nem engedett vissza), a szivattyú környezetében víz csöpögést, folyást nem tapasztaltam. Azóta sem tudok rájönni, mi okozta a jelenséget. Egy dologra gyanakszom: a kis vízelvétel (10 liter/negyed óra) a nagy teljesítmény mellett gyakorlatilag teljes fojtást, elzárt nyomóágat jelent. Talán kavitáció léphetett fel? Megköszönném, ha értelmeznék a hibajelenséget. Tisztelettel Kovács György

    Válasz
  4. Zámolyi Tamás

    Tisztelt Uram! A következő problémával fordulnék Önhöz. Van egy víz-víz hőszivattyús rendszerem. Az egyetlen probléma hogy amikor a relé kiadja a jelet a hőszivattyúnak és a csőbuvár szivattyúnak a leállásra egy hatalmas csattanó/durranó hangot hallatt a rendszer. Meglátásom szerint a csőbúvár szivattyú felől. Van a rendszerbe beépítve visszacsapó szelep is. Rendkívül zavaró ez a csattanó/durranó zaj. Amennyiben tud, kérem segítsen a probléma megoldásában.
    Köszönöm
    Zámolyi Tamás

    Válasz
  5. Nyéki Attila

    Kedves Zámolyi Tamás!
    Szerény véleményem szerint a jelenséget a búvárszivattyú által keltett víznyomás és a hószivattyú leállítása közötti rövid időtartam alatt létrejövő lökéshullám okozza. Nevezetesen, a hőszivattyú motorja valamivel hamarabb áll le és zár le a visszacsapó szelepe, mint ahogyan a búvár által keltett nyomás megszűnne, ezért a búvár által még nyomás alatt lévő áramló víz útjába kerülő hirtelen lezáró visszacsapószelepnek csapódó víztömeg visszarúg a búvár irányába, mely a búvár által keltett víz nyomásával ellentétes irányú, de azonos nagyságú nyomást produkál. Ezen nyomás hozzáadódik a búvár által keltett víznyomáshoz, így a búvár lábszelepe és a hőszivattyú visszacsapószelepe közötti csőszakaszon, ezzel a megemelkedett impulzusszerű nyomáslökéssel fogja a víz a cső falát kalapácsszerűen megütni, ami erős koppanó, ütő hangot hallat. Ez hosszú távon nem szerencsés, mert akár cső- vagy idomrepedést is okozhat.
    Véleményem szerint az lenne a megoldás, hogy a búvár és a hőszivattyú visszacsapó szelepe közé egy, a búvár által keltett víznyomás legalább 2-3 szorosát is elviselő tágulási tartályt kellene beépíteni, mely a belepréselt levegő rugalmasságánál fogva, fel tudja emészteni ezt a hirtelen kialakuló nyomásnövekedést.
    Remélem tudtam segíteni.
    Legyen jó napja!

    Válasz

Vélemény, hozzászólás?

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük