Kavitasyon; pompa içerisindeki sıvının bulunduğu koşullardaki mutlak basıncın, aynı koşullarda ortamın buharlaşma basıncı altına düşmesi durumudur. Bu şartlarda sıvının içerisinde hava kabarcıkları oluşur. İçerisinde hava kabarcıkları bulunan sıvı, pompanın düşük basınç bölgesinden yüksek basınç bölgesine geçtiği zaman hava kabarcıkları yoğunlaşır ve pompa gövdesinde hasar oluşmasına neden olur.
Pompalarda en düşük basıncın çark girişinde oluşmasından ötürü, kavitasyon hasarı bu bölgede sıklıkla görülmektedir. Çarkın geometrik parametrelerine bağlı olarak farklı kavitasyon biçimleri gelişebilir ve oluşan hasarların modeli hasarın sebebiyle ilgili bilgi verir. Kavitasyon hasarı genellikle kanatların çeşitli bölgelerinde üzerinde oyuklar halinde gerçekleşir. (Şekil 1.)
Kavitasyon problemlerini çözmek ve uygun önlemleri tanımlamak için pompanın ve çalışma koşullarının dikkatli bir analizi yapılmalıdır. Oluşan hasarın modeline göre çarkın giriş çapı, kanatların giriş açıları, çarkın meridyonel kısmı ve kanat profilinin optimizasyonu sağlanmalıdır.
Çark girişinde meydana gelebilecek bazı kavitasyon hasarı modelleri ve muhtemel çözümleri Tablo 1.’ de incelenmektedir.
| Hasar Modeli | Olası Nedenler | Olası Çözümler |
| Kanat emiş yüzeyinde ön kenara yakın başlangıç bölgesi | Çarkın üstündeki olumsuz akış dağılımı.
Kanat giriş açıları aşırı fazla |
Kanat giriş açılarını düşürmek
Ön kenar profilini iyileştirmek Çark giriş çapını düşürmek |
| Kanadın basınç yüzeyinde ön kenara yakın bölgesi | Uygun olmayan ön kenar profili
Aşırı akış hızı |
Akış hızını düşürmek
Ön kenar profilini iyileştirmek Basınç yüzeyindeki profili daraltmak |
Tablo 1. Bazı Kavitasyon Hasarı Modelleri, Nedenleri ve Çözümleri
Pompalarda kavitasyonun önüne geçmek için çark parametrelerinin optimizasyonun yanında bazı yöntemler bulunmaktadır. Bu yöntemlerin amacı NPSHA değerinin artırılarak kabarcık hacmini düşürmektir. Eğer pompa negatif emiş yapıyorsa su seviyesi artırılabilir veya emme tesisatında daha büyük çaptaki emme borusu kullanılarak kavitasyonun önüne geçilebilir. Bunun yanında kavitasyona daha dayanıklı bir malzeme kullanmak hasarın önüne geçebilir. Hasarlı bileşen gri dökme demirden, sfero veya bronzdan yapılmışsa, çoğu durumda daha iyi bir malzeme kullanılma yoluna gidilir, çünkü bileşenleri değiştirerek kabarcık hacmini yeterince düşürmek mümkündür.
Kaynakça
Gülich, Johann Friedrich. Centrifugal pumps. Vol. 2. Berlin: Springer, 2008.
Lobanoff, Val S., and Robert R. Ross. Centrifugal pumps: design and application. Elsevier, 2013.
Pumps, Sulzer. Sulzer centrifugal pump handbook. Elsevier, 2013.
