وبلاگ

:
كاویتاســیون پدیــده ای اســت كــه فقــط در سیســمهای حالــت مــایع اتفــاق مــی افتــد. در ســال
1917فیزیكدان انگلیسی Lord Raylejgh اولین بار علت فرسودگی سریع پره های كشتی را مورد بررسی
قرار داد و متوجه تولید حبابهای بخارتوسط پره های كشتی شـد.كـه قـبلاً توسـط Reynolds بـه صـورت
تجربی اثبات شده بود .به نظر می رسید كه این حبابها همان طور كه به پروانه آسیب می رساندند، سـبب
كندی حركت قایق نیز می شدند.
هنگامی كه سیال از دریچه كنترل شیر عبور می كند، به دلیل عبور ازیک گلوگاه فشار سـیال پـایین
آمده و سرعت افزایش میابد. اگراین افت فشار، فشار سیال را به پایین ترازفشار بخار سیال برساند، مایع به
بخار تبدیل شده ودرون مایع حبابهایی تشكیل می شود. بعد از عبور سیال از گلوگاه فشـار در بـالا دسـت
افزایش می یابد واصطلاحاً به این امر بازیافت فشار گفته می شود. افزایش مجـدد فشـار و بـالارفتن فشـار
بخارسیال باعث می شود كه حبابهای ایجاد شده درون مایع تركیده وبخار دوباره به مایع تبدیل شود. این
عمل تشكیل حبابهای بخار و سپس تركیدن حبابها را كاویتاسیون مـی نامنـد. كاویتاسـیون عمـلاً بسـیار

مخرب بوده و سبب آسیب رساندن به شیر و عمرآن می شود. این پدیده با فلشینگ كـاملاً متمـایز اسـت
چرا كه فلشینگ در حالتی اتفاق میافتدكـه فشـار در خروجـی پـایین ترازفشاربخارباشـد. در ایـن حالـت
حبابهای بخار ایجادشده نمی تركند. اما به دلیل باز یافت فشار در پایین دست و در نتیجه افـزایش فشـار،
حجم حبابهای تشكیل شده كاهش می یابد و در نتیجه نوسانات در جریان سیال ایجاد می شود. بـه ایـن
پدیده فلشینگ می گویند. این پدیده به مخربی كاویتاسیون نمی باشد اما بر روی سطوح، فرسایش ایجـاد
نموده و سبب لرزش وصدای كم در شیر می شود.
كاویتاسیون یک فرایند مایع، بخار، مایع است كه در ناحیه كوچكی بعد ازگلوگاه درچند میكرو ثانیـه
اتفاق می افتد.كاویتاسیون شدیدسبب ایجاد نشتی درنشیمنگاه، از بین رفتن خاصیت جریان، قفس شیر و
در نهایت از بین رفتن كامل بخشهای تحت فشار(بدنه شیروخطوط لولـه)مـی شـود. درسرویسـهای فشـار
بالا،كاویتاسیون می تواند در مدت چند دقیقه اجزاشیررا نابود سازد. حبابهای كاویتاسیون خیلی كـوچكتر
اما پر قدرت تر از حبابهای است كه توسط جوشاندن معمولی به وجود می آینـد. اگـر حبابهـا در نزدیكـی
سطح فلزی مانند دیواره بدنه شیر باشندتمایل به تخلیه انرژی انفجار به دیواردارندچراكه در فشـار اطـراف
حباب درمحل نزیک به دیوار كمتر است. صدمه اصلی كاویتاسیون در هنگام انفجارحباب بـر روی دیـواره
شیراست كه دراین هنگام چندین تكه بسیار كوچك از بدنه شیر كنده می شـود. بخصـوص هنگـامی كـه
فشارایجاد شده از استحكام كششی دیواره فراتر رود .
درحالتهایی كه سطح دارای پوشش است كاویتاسیون این پوشش را از بین می برد و ماده حسـاس را
در معرض واكنش شیمیایی یا فرسایش قرار می دهد. هیچ ماده ای در برابركاویتاسیون مقاومت نا محدود
ندارد وسـخترین مـواد هـم در نهایـت سـاییده مـی شـوند. اثـرمهم دیگـر كاویتاسـیون كـاهش كـاركرد
شیروتاثیرآن درفرایند است. زیرا در هنگامی كه كاویتاسیون رخ می دهد حبابهای تشكیل شـده از حجـم
سیال عبوری می كاهند و در نتیجه ظرفییت شیر CV كمتر از مقدار معمول محاسبه شده می شود.