Kavitasyon nedir?

Su neden 100 °C'nin altında kaynar?

Su, yalnızca 100 °C'de kaynamaz. Kaynama sıcaklığı basınca bağlıdır. Basınç düştükçe su daha düşük sıcaklıkta buharlaşır.

Pompa çarkına girerken akış hızlanır ve basınç kısa bir bölgede en düşük değerine iner. KSB'nin sözlüğüne göre bu düşüş en çok kanat girişinde görülür. Basınç burada suyun buhar basıncının altına inerse kabarcıklar oluşur.

Sıcaklık arttıkça tehlike büyür, çünkü buhar basıncı hızla yükselir:

Bu tablo, 110 °C'deki suyun atmosfer basıncında zaten kaynayacağını gösterir. Yüksek sıcaklıklı devrelerin bu yüzden ciddi bir statik basınca ihtiyacı vardır.

Hasar nasıl oluşur?

Kabarcıklar akışla birlikte basıncın yüksek olduğu bölgeye gelince çok hızlı biçimde içe göçer. Göçme bir yüzeyin yakınında olursa yüksek hızlı bir mikro su jeti oluşur ve yüzeye çarpar.

Tekrarlanan bu darbeler yüzeyi aşındırır. Koruyucu tabaka zarar görürse korozyon da hızlanabilir. KSB, malzeme hasarının her kavitasyonlu çalışmada görülmeyebileceğini, ama ses, sarsıntılı çalışma ve verim düşüşünün daha önce ortaya çıktığını belirtir.

Her kabarcık kavitasyon mudur?

Hayır, burada iki farklı durum vardır. KSB bunları buhar ve gaz kavitasyonu olarak ayırır.

Pratikte tesisattaki hava da benzer bir ses çıkarabilir. Bu yüzden "pompa ses yapıyor" demek, her zaman kavitasyon var demek değildir.

NPSH ne anlatır?

Kavitasyon genellikle NPSH ile değerlendirilir. Kelime Türkçede net pozitif emme yüksekliği olarak geçer.

• NPSHA: Tesisatın pompa girişinde sunduğu pay. Sistem basıncı, statik yükseklik, kayıplar ve buhar basıncı ile belirlenir.
• NPSHR: Pompanın ihtiyaç duyduğu pay. Üretici tarafından testle belirlenir.

Kural basittir: tesisatın sunduğu değer, pompanın istediğinden fazla olmalıdır. Ancak bir ayrıntı önemlidir. KSB'nin belirttiği gibi NPSHR sıklıkla NPSH3 olarak kabul edilir. Bu, kavitasyon nedeniyle basma yüksekliğinin %3 düştüğü noktadır. Yani bu değere gelindiğinde kavitasyon zaten başlamıştır; bir pay bırakmak gerekir.

Sirkülasyon pompasında pratik karşılığı: minimum giriş basıncı

Bina tipi sirkülatörlerin belgelerinde genellikle sıcaklığa bağlı bir minimum giriş basıncı verilir. Bu değer sahada NPSH hesabından çok daha kolay kullanılır.

Aşağıdaki tablo, değerlerin sıcaklıkla nasıl değiştiğini göstermek için KSB'nin bir kitapçığından alınmış örnektir.

KSB'nin kitapçığına göre bu değerler 300 metreye kadar geçerlidir. Daha yüksekte her 100 metre için 0,01 bar eklenir. Örneğin 900 metre rakımlı bir şehirde 90 °C su ile çalışan Calio S için: 0,28 + 0,06 = 0,34 bar.

Değerler seriye göre değişir. Türkiye'de sunduğumuz serilerin güncel tablosu için ürün kılavuzuna bakın veya bize sorun.

Nedenleri ve kontrol sırası

KSB'nin kılavuzu, kavitasyon hasarını önlemek için debinin emiş tarafında kısılmamasını da açıkça belirtir. Debiyi kısmak gerekiyorsa vana basma tarafında olmalıdır.

Kavitasyon nasıl önlenir?

1. Tesisat basıncını proje değerine getirin ve sıcak durumda kontrol edin.
2. Genleşme tankının ön basıncını ve bağlantı noktasını kontrol edin. Pompanın yerleşimi burada belirleyicidir.
3. Sıcaklık düşürülebiliyorsa düşürün. Düşük sıcaklık hem kavitasyon payını artırır hem de ısı kayıplarını azaltır.
4. Emiş tarafındaki kısılmayı ve kirli filtreyi giderin.
5. Hava tahliyesini tamamlayın; karışık bir tesisatta hava ayırıcıyı düşünün.
6. Pompa çalışma noktasının izin verilen aralıkta olduğunu doğrulayın.

Özellikle 100 °C'ye yakın sıcaklıklar, yüksek rakım veya çatı kazan dairesi söz konusuysa, değişiklik öncesinde bir mühendise danışın.

Sahada kontrol: Adım adım

1. Sistemi ısıtın. Ölçümü soğuk tesisatta değil, normal çalışma sıcaklığında yapın.
2. Giriş basıncını okuyun. Pompa emişine yakın bir manometre kullanın. Manometre başka bir yükseklikteyse farkı düzeltin; 10 metre su sütunu yaklaşık 1 bardır.
3. Tablo değeriyle karşılaştırın. Modelin belgesinden gerçek sıcaklığa ait değeri ve varsa rakım ekini alın.
4. Belgenin basınç türünü kontrol edin. Değerin manometre basıncı mı, mutlak basınç mı olduğunu üretici belgesinden doğrulayın.
5. Pompayı durdurup çalıştırın. Emişteki basınç pompa çalışınca belirgin biçimde düşüyorsa, pompanın tanka doğru bastığından şüphelenin.
6. Nedeni bulun. Basınç düşükse yalnızca su eklemek yetmez. Sızıntıyı ve genleşme tankının durumunu da kontrol edin.

Glikol kavitasyonu önler mi?

Glikol donma noktasını düşürür, ama kavitasyona karşı kendiliğinden güçlü bir önlem değildir. Örneğin %30 ağırlıklı propilen glikolün atmosfer basıncındaki kaynama noktası yaklaşık 102 °C'dir, yani sudan çok uzak değildir. KSB de NPSH değerinin bir akışkandan diğerine çevrilmesinin büyük ölçüde test gerektirdiğini belirtir. Bu yüzden glikollu devrelerde de giriş basıncı ayrıca değerlendirilmelidir.

Sık sorulan sorular