Il termine cavitazione si riferisce a un fenomeno fisico che riguarda gli impianti e le macchine idrauliche. Si tratta della formazione di piccole bolle di vapore il cui collasso istantaneo genera microgetti ad altissima pressione, i quali a lungo andare provocano danni alla pompa.
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Le conseguenze delle cavitazione
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In generale, dal momento che la cavitazione è causa di attrito e turbolenza nel liquido, ciò che si verifica è un peggioramento delle performance di una pompa, sia in termini di efficienza ma anche di aumento delle vibrazioni con conseguente rumorosità e danneggiamento dei componenti. Quando le bolle che si generano a causa dell’insorgere della cavitazione implodono, generano onde di pressione che si trasmettono alle pareti degli organi rotorici causando fenomeni di fatica. Il perdurare delle condizioni favorevoli alla cavitazione provoca seri danneggiamenti fino a giungere alla rottura degli organi idraulici.
[accordion] Come si individua la tendenza di una pompa alla cavitazione?
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Per individuare la tendenza di una pompa alla cavitazione si considera il parametro NPSH (Net Positive Suction Head), che si esprime generalmente in metri. Esso indica l’altezza totale di aspirazione al netto della tensione di vapore.
Questo parametro è in funzione della pressione in un punto della pompa (solitamente nella zona aspirante), della tensione di vapore del fluido e della velocità del fluido nello stesso punto.
Si distingue inoltre tra NPSH (a) (Net Positive Suction Head (available) e NPSH (r) (Net Positive Suction Head (required). NPSH (a) è l’NPSH calcolato alla bocca di aspirazione della pompa, mentre NPSH (r) è l’NPSH minimo con cui la pompa può lavorare senza che si verifichi cavitazione.
Per assicurare il funzionamento della pompa in assenza di cavitazione è importante che sia garantita la relazione NPSH (a) > NPSH (r).
[accordion] Come è possibile prevenire il fenomeno della cavitazione?
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Innanzi tutto è importante considerare che le forti perdite di carico nel condotto di aspirazione e l’elevato dislivello tra pompa e serbatoio di aspirazione sono situazioni che possono favorire l’insorgere del fenomeno.
Un altro fattore che influisce sull’insorgere della cavitazione sono le condizioni di portata e prevalenza della pompa, pertanto risulta essere buona norma lavorare nell’intorno del punto di massimo rendimento della macchina. I punti della macchina idraulica più a rischio di cavitazione sono nell’intorno della bocca d’aspirazione della girante e in alcune zone della voluta.
La prevenzione, dunque, deve tener conto di una serie di accorgimenti in fase di scelta della pompa e di installazione, da valutare naturalmente in base ai casi e all’effettiva possibilità.
In caso di condizioni di impianto favorevoli all’insorgere della cavitazione, può essere utile:
- ricorrere a pompe che presentino un NPSH più basso possibile;
- aumentare il diametro della tubazione e/o diminuire la lunghezza del percorso di aspirazione;
- utilizzare una pompa sommersa o collocare la pompa più vicino possibile al serbatoio di aspirazione, oppure collocare la pompa sotto il livello del fluido nel serbatoio (sotto battente).
