Generelt
​​
Kavitation kan optræde i stort set alle flydende medier, men forekommer oftest i vandfyldte systemer, da disse er mest udbredte i industrien og fjernvarmen.
​
Årsagen til kavitation skal findes i det dynamiske led i Bernoullis ligning, som beskriver sammenhængen mellem tryk og hastighed:
Δp = 0,5 x ρ x c^2
Hvor
-
Δp er tryksænkningen
-
ρ er mediets massefylde
-
c er mediets hastighed
Kurven th. viser den teoretisk nødvendige trykdækning ved forskellige strømningshastigheder. I praksis dimensioneres der altid med et højere tryk for at opnå en passende sikkerhedsmargin.
​
Som det ses, kræves der eksempelvis en trykdækning på mindst ca. 0,7 bar ved hastigheder op til 12 m/s. Hvis trykket falder yderligere, opstår begyndende kavitation – i sin enkleste form lokal kogning i områder med høj hastighed. Når hastigheden igen falder, stiger trykket, og dampboblerne fortættes.
​
-
Svag kavitation kan høres lokalt og minder om luft i systemet
-
Kraftig kavitation minder mere om gentagne små dampslag og kan give vibrationer og trykvariationer
Trykdækning er det tryk, der skal tillægges mætningstrykket til den maksimale temperatur der kan optræde i systemet (se damptabel)
Udsatte systemer
​
​Kavitation forekommer hyppigst i systemer med lav statisk trykdækning eller høje temperaturer, herunder:
​
-
Varmeproducerende værker med lavt statisk tryk
-
Fødevandsinstallationer fra aflufter til fødepumper
-
HT-kondensatinstallationer
-
HT-kondensatpumper​
De mest udsatte systemer er naturligvis dem, hvor mediet er tæt på eller ved kogepunktet. Her er der meget lidt margin for yderligere tryksænkning, og der skal derfor tages højde for kavitationsrisikoen allerede i designfasen.
Kavitation i ventiler
​
Især reguleringsventiler er udsatte for kavitation. Ved lav åbningsgrad opstår der ofte meget høje hastigheder netop dér, hvor mediet passerer sæde og kegle.
​
Billedet th. viser en ny ventilkegle sammenlignet med en kegle, der har været udsat for kavitation. Det ses tydeligt, at kavitationen har fjernet betydelige mængder materiale.
​
Den viste kegle er kun styret i toppen via spindlen. Hvis der er risiko for kavitation, bør en kegle, der er styret både i top og bund, overvejes, da denne er mere stabil i sin udformning. Dette reducerer dog ikke den grundlæggende årsag – nemlig selve kavitationen.
Kavitation i pumper
​Pumper anvendes i stort omfang på energianlæg og i industrien generelt. Hvis der ikke tages de nødvendige forbehold for at undgå kavitation, kan en pumpe ødelægges på relativt kort tid.
​
Særligt løberen er udsat – og især området ved indløbet, hvor hastigheden er høj og trykket lavest. På billedet tv. ses en løber, der har været udsat for kavitation, og skaderne er netop koncentreret omkring indløbet.
​
Trykforholdene i en centrifugalpumpe illustrerer tydeligt dette, idet trykket ved indgangen til løberen er lavest.
​
Alle pumper har en NPSH-kurve (Net Positive Suction Head). NPSH-værdien er altid stigende med stigende flow og angiver den nødvendige trykdækning for at undgå kavitation.
Løsninger
​
Der findes altid løsninger på kavitationsproblemer, men de er næsten altid afhængige af det konkrete system og dets udformning. Uovervejede tiltag kan hurtigt føre til unødige investeringer uden at løse den egentlige udfordring.
Jeg tilbyder gerne min hjælp i den forbindelse.