Cause e prevenzione della cavitazione in una pompa
La cavitazione in una pompa è un fenomeno fisico che riguarda tutti gli impianti e le macchine idrauliche in generale. Questo particolare effetto si manifesta con la formazione di piccole bolle, il cui collasso immediato genera micro getti ad altissima pressione che possono causare anche danni gravi.
Uno dei guasti meccanici più comuni in una pompa centrifuga è proprio la cavitazione. Come tutte le attrezzature meccaniche che svolgono il loro servizio da diversi anni, anche le pompe possono essere soggette a danni ai propri componenti a causa dell’usura.
Cavitazione in una pompa: come avviene
Questo fenomeno ha origine nella nucleazione, ovvero l’origine di piccolissimi spazi che possono costituire nuclei per la crescita di bolle macroscopiche che collasseranno poco dopo. Più precisamente questo processo può avvenire in due modalità differenti:
- Omogenea: quando i moti termici all’interno del liquido creano vuoti microscopici che possono trasformarsi in bolle.
- Eterogenea: quando si individua la presenza di microparticelle disperse nel fluido primario o causate dalla rugosità delle pareti del condotto che contiene il fluido.
La tendenza alla cavitazione in una pompa è correlabile alla presenza di alta prevalenza, forti perdite di carico idraulico nel condotto di aspirazione, elevato dislivello tra pompa e serbatoio di aspirazione e alto valore della tensione di vapore del liquido aspirato.
Cavitazione in una pompa: cause e conseguenze
Le cause della cavitazione in una pompa possono essere molteplici e di diversa natura. Dall’uso improprio degli operatori, alla qualità dei prodotti delle pompe centrifughe e così via. I prodotti di Pompe Zanni superano a pieni voti tutte le procedure d’ispezione e rendono le pompe meno soggette a questo tipo di problemi, proprio perché vengono scelti i migliori materiali esistenti.
Nello stato di lavoro, l’ambiente operativo della pompa centrifuga e l’influenza dei fattori operativi rappresentano la maggior parte del rapporto tra la cavitazione della pompa centrifuga.
La fase di collasso e implosione libera una quantità di energia che può provocare danni importanti al sistema. Le principali conseguenze dannose si possono riassumere in:
- un peggioramento della performance della pompa, dovuta alle turbolenze provocate dalla cavitazione. In termini di efficienza si stima che una diminuzione almeno del 3% sia dovuta a tale fenomeno.
- Un’eccessiva vibrazione della pompa, che causa rumore.
- La rovina delle componenti interne alla pompa, dovuta al collasso della bolla vicino alla parete di una componente. In questo caso si genera un microgetto liquido (impinging jet) che erode la superficie solida e forma quelli che vengono chiamati “pits erosivi”. L’area dove si verifica più frequentemente tale fenomeno è all’uscita della girante, perché in tale tratto si verifica una depressurizzazione temporanea del liquido, seguita da un successivo aumento di pressione.
Cavitazione in una pompa: come prevenirla
Per evitare la cavitazione, la pressione del liquido in tutti i punti deve essere al di sotto della pressione di saturazione. Alcuni accorgimenti utili sono:
- Ricorrere a pompe in serie o a una pompa multistadio, in modo da ridurre la prevalenza della singola pompa (o stadio)
- Aumentare il diametro della tubazione e/o diminuire la lunghezza del percorso di aspirazione
- Utilizzare una pompa sommersa o comunque collocare la pompa al livello più basso possibile
- Ridurre la temperatura del liquido (si abbassa la pressione di saturazione)
- Diminuire le perdite di carico nella pompa
- Ridurre la portata nella pompa
- Diminuire la velocità della girante
- Aumentare la pressione all’ingresso della pompa
