OMiUP t1 Gorski1

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 kilkuset i więcej MPa. Za pomocą metody fotoelektrycznej wykazano, że fale odkształceń w materiale, powstające na skutek implozji pęcherzyków, wywołują naprężenia rzędu 1600 MPa.

W pompach odśrodkowych uszkodzenia kawitacyjne, którym towarzyszą również uszkodzenia erozyjne (niszczenie powierzchni przez ciała stałe, unoszone przez ciecz lub przez cząstki cieczy uderzające w ścianki z dużą prędkością, uzyskaną przez implozję) umiejscawiają się najczęściej na tylnych ścianach łopatek wirnikowych w pobliżu krawędzi wlotowych oraz na bocznych ścianach wirnika, również w pobliżu krawędzi wlotowych.

Na rysunku 2.87 przedstawiono miejsca występowania obszarów kawitacji w wirnikach pomp odśrodkowych, zarówno na łopatkach, jak i na ściankach bocznych.

W pompach odśrodkowych o małych współczynnikach szybkobieżności n_sQ < 30 kanały międzyłopatkowe są najczęściej wydłużone i wąskie, jak to pokazano na rysunku 2.87a. Przyjmijmy, że ciśnienie przy wlocie do wirnika po stronie biernej łopatki spadło poniżej wartości ciśnienia parowania i tym samym rozpoczął się proces kawitacji. Jeżeli teraz nastąpi choćby nieznaczny spadek wysokości podnoszenia i wzrost wydajności, to punkt pracy pompy przesunie się po krzywej dławieniowej w prawo. Obszar ciśnienia kawitacyjnego bardzo szybko rozprzestrzeni się i zajmie całą szerokość kanału międzyłopatkowego, jak to przedstawiono na rysunku 2.87a (obszar zakratkowany). Wynikiem tego, już w pierwszej fazie kawitacji, będzie znaczne przewężenie przekroju wlotowego do kanału, a w późniejszej — całkowite jego zablokowanie przez obszar parowania kawitacyjnego, co spowoduje gwałtowny spadek wydajności.

a)    b)    c)

Rys. 2.87. Miejsca występowania kawitacji w wirnikach pomp odśrodkowych: ^al wirnik pompy ln_sQ < 30/, bl wirnik pompy 130 < n_sQ < 501, cl przekrój przez wirnik pompy odśrodkowej; 1 - kawitacja na łopatkach, 2 - kawitacja na ściankach bocznych.

121