Photo0030

padku (rys. 3.29b) h_W2 — Aha — h_n i tu mamy do czynienia z zaczątkowym stanem kawitacji. W przypadku przedstawionym na rysunku 3.29c występuje pełna kawitacja ponieważ h_w3 — Ahd < h_n.

Należy przy tym zwrócić uwagę, że w kolejno przedstawionych fazach wartość geometryczna wysokości ssania pompy H_stl, H_sz2 i H„₃ zwiększa się. Stała wartość H_k obrazuje spadek ciśnienia wewnątrz samej pompy na drodze od króćca wlotowego do kanału międzyłopatkowego.

W procesie kawitacji fazą niszczącą jest okres zanikania pęcherzy paro-wo-gazowych, czyli implozja występująca podczas ich skraplania. Skraplanie i towarzysząca mu implozja odbywa się niezwykle gwałtownie i czas trwania tego zjawiska w strumieniu cieczy płynącej w pompie t <1 0,003s. Implozyjne uderzenia wodne następują bardzo szybko po sobie, a pęcherzyki zasklepiają się zarówno wewnątrz strumienia cieczy, w najbliższym sąsiedztwie powierzchni (rurociągów, kadłubów pomp, łopatek itp.), jak też w jej wgłębieniach, ewentualnych pęknięciach lub rysach. Ta ostatnia forma (niezwykle niebezpieczna i szkodliwa dla pomp i rurociągów) występuje w przypadku długotrwałego działania kawitacyjnego, ponieważ pękanie i tworzenie rys jest zazwyczaj pierwszą formą uszkodzeń kawitacyjnych.

Pękanie ścian i rysy są skutkiem bardzo wysokich ciśnień towarzyszących implozjom odbywającym się tuż przy powierzchni ścianki opływanej przez ciecz. Powstające przy tym naprężenia przekraczają nieraz znacznie wytrzymałość na rozrywanie materiałów stosowanych do budowy pomp. Ciśnienia implozyjne osiągają bowiem wartość kilku, a nawet kilkunastu tysięcy atmosfer.

Ostatnio — za pomocą metody fotoelektrycznej — wykazano, że fale odkształceń w materiale, powstające na skutek implozji pęcherzyków, wywołują naprężenia rzędu 16 000 kG/cm².

Obszary kawitacyjne, tworzące się w czasie przepływu cieczy przez zwężające się przewody lub podczas opływania elementów znajdujących się w strumieniu cieczy, przedstawione są przykładowo na rysunku 3.30.

W pompach odśrodkowych uszkodzenia kawitacyjne, którym towarzyszą również uszkodzenia erozyjne (niszczenie powierzchni przez ciała stałe,

Rys. 3.30. Obszary kawitacyjne

a — przy przejściu z przekroju zwężonego do rozszerzającego się; b — w cieniu aerodynamicznym; c — po obu stronach powierzchni natarcia

k — powierzchnie skawitowane

132