ในบทความนี้เราจะมาทำความรู้จักกับ Cavitation (คา-วิ-เต-ชั่น) กันครับ ว่ามันคืออะไร ? และสำคัญอย่างไร ?
Cavitation effect หรือ โพรงอากาศ เป็นปรากฏการณ์ที่มักจะสร้างความเสียหายให้กับอุปกรณ์จำพวก ปั้ม (Pump) และ วาล์วควบคุม (Control valve) และอุปกรณ์อื่นๆที่มีส่วนเกี่ยวข้องกับของเหลว ความดัน และอุณหภูมิ
ซึ่งลักษณะของความเสียหายจะมีลักษณะคล้ายเป็นรูพรุน เหมือนโดนเข็มเจาะด้านล่าง ซึ่ง Cavitation Effect หรือ โพรงอากาศนี้ สามารถเจาะเข้าเนื้อโลหะหรือเหล็กได้เลยทีเดียว
Cavitation คืออะไร ?
Cavitation หลักนั้นมีอยู่ 2 แบบด้วยกัน คือ
1. เมื่ออุณหภูมิของเหลวเพิ่มขึ้น
2. เมื่อความดันลดลง ( การลดความดัน ที่เปรียบเสมือนแรงกดพื้นผิวของเหลวที่ไหลไม่ให้กลายตัวเป็นไอ การลดความดันก็มีหลายแบบอาจใช้ vacuum pump )
การเกิด Cavitation
Cavitation คือ การเกิดโพรงอากาศในของเหลว จะเกิดขึ้นเมื่อแรงดันในของเหลวที่อุณหภูมิคงที่ ลดลงต่ำกว่าจุดเดือดไอน้ำ และเกิดเป็นเป็นไอขึ้นมา จากนั้นของเหลวที่กลายเป็นไอกลับกลายมาเป็นของเหลวอีกครั้ง
ซึ่งสิ่งที่สร้างความเสียหายนั้น เกิดจากในช่วงของเหลวเป็นไอ และกลับกลายเป็นของเหลวอีกครั้ง จะเกิดปรากฏการณ์ที่เราเรียกว่า “Single cavitation bubble” ซึ่งก็คือ การที่หยดของเหลวเกิดการยุบตัว โดยหยดของเหลวมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 3.3 mm แล้วส่วนหนึ่งกลายสภาพเป็นของเหลวที่เป็นก๊าซแล้ว จะเกิด Shear flow ทำให้ดูดก๊าซเกิดเป็นปรากฏการณ์ microjet พุ่งเข้าทำลายเนื้อชิ้นงานเกิดเป็นความเสียหายแบบรูพรุน (Pitting)
ถ้าเป็นในกรณีของปั๊มน้ำ ตัวอย่างก็เช่น ถ้าความดันด้านขาดูดไม่เพียงพอเท่าที่ปั้มน้ำต้องการ ก็สามารถทำให้เกิด Cavitaiton
ได้เช่นกัน
โดยหากเราสังเกตุทิศทางเข้าของปั้มจะพบว่าช่วงขาดูดปั้มจะเกิดการลดลงของความดันของของเหลว หากความดันที่ถูกดูดลดลง (Suction pressure)น้อยกว่าความดันไอ (Vapor pressure) สถานะของของเหลวจะถูกเปลี่ยนเป็นก๊าซ แล้วเมื่อของเหลววิ่งเข้าไปในตัวปั้มเรื่อยๆ ปั้มจะสร้างความดันกลับมา ของเหลวที่อยู่ในสถานะก๊าซก็จะกลับไปเป็นของเหลวอีกครั้งนึง ซึ่งจะก่อให้เกิด Cavitation effect เข้าไปทำลายชิ้นส่วนด้านในอุปกรณ์ของตัวปั้ม ซึ่งจะก่อให้เกิดเป็นรูพรุนนั่นเอง
ดังนั้นในการป้องกันไม่ให้เกิด Cavitation ในกรณีนี้ ต้องตรวจสอบความดันขาเข้าปั๊ม ต้องให้ไม่น้อยกว่าสเป็คที่ปั๊มน้ำต้องการ
ไม่ใช่แค่ปั้มที่จะเกิดความเสียหายจาก Cavitation effect
กรณีที่พบบ่อยจะเป็นกรณีของวาล์วด้วยเช่นกัน คือ การที่วาล์วถูกหรี่มากๆ จะทำให้ของเหลวที่ผ่านหน้าวาล์วมีความเร็วสูง ซึ่งเมื่อของเหลววิ่งผ่านด้วยความเร็วสูง ความดันก็จะลดลง และทำให้เกิดการเปลี่ยนสถานะของเหลวกลายเป็นไอ และเมื่อผ่านหน้าวาล์วไปความเร็วลดลงความดันเพิ่มขึ้น ก็จะกลับมาเป็นของเหลวอีกครั้งทำให้เกิด Cavitation effect ทำให้ด้านในวาล์วเกิดความเสียหายด้วยเช่นกัน
บทความ >> Water Hammer คืออะไร ? <<
ข้อมูลเพิ่มเติม
Tel. 02-292-1067-70
Youtube : Leopump ประเทศไทย
Line Official : @775ruust
Facebook : LEOpumpThailand
TikTok : Leopumpthailand
Comentários