کاویتاسیون گردابه ای
کاویتاسیون بازچرخش یا کاویتاسیون گردابه ای یا « recirculation cavitation » که در داخل پروانه پمپ سانتریفوژ اتفاق می افتد را می توان پدیده ای شبیه به کاویتاسیون (تبخیری یا کلاسیک) در نظر گرفت که ممکن است در ورودی یا خروجی پروانه اتفاق بیفتد.با توجه به شباهت های موجود بین آسیب ها و نتایج ناشی از بازچرخش این مساله در بسیاری از اوقات با کاویتاسیون کلاسیک اشتباه گرفته می شود.
اگرچه آسیب وارده به ورودی پروانه ناشی از بازچرخش شبیه به آسیب کاویتاسیون است اما وقوع آن را نمی توان نتیجه کافی نبودن NPSH دانست؛ بلکه این مساله بیشتر ناشی از عملکرد سیال در محدوه ورودی آب به پروانه می باشد. به همین ترتیب آسیب های ناحیه خروجی پروانه را می توان ناشی از بازچرخش سیال در قسمت خروجی کانال پروانه دانست.
دبی که در آن بازچرخش ورود و خروج پروانه رخ می دهد را می توان نتیجه طراحی پروانه در این مناطق دانست. طراحی پوسته منجر به شدت یافتن بازچرخش در خروجی پروانه شود ولی نمی تواند در شروع آن موثر باشد.
نظریه اول: کاویتاسیون بازچرخش را می توان نوعی استال یا جدا شدن جریان دانست که منجر به تشکیل بسته هایی از بخار در آن مناطق شده است. این مساله متفاوت از کاویتاسیون کلاسیک که ناشی از کاهش فشار سیال در ورودی پروانه است می باشد. در بازچرخش مکش که در دبی کمتر از BEP رخ می دهد جریان های گردابه ای در چشم پروانه شکل می گیرد که تاثیری در کم شدن دبی پمپ در این نقطه ندارد. با این حال از آن جا که وجود این جریان های گردابه ای باعث محدود شدن سطح مقطع می شود شاهد افزایش سرعت سیال در ورود به پروانه خواهیم بود. با افزایش سرعت تلفات اصطکاکی هم افزایش خواهد یافت و در صورتی که این تلفات منجر به کاهش شدید فشار تا کمتر از فشار بخار شود، کاویتاسیون اتفاق خواهد افتاد.
نظریه دوم: با عبور جریان از روی تیغه های پروانه، مقدار فشار در نزدیکی سطح کاهش یافته و جدایش جریان اتفاق می افتد. جدایش جریان نتیجه آن است که زوایه ورود جریان به کانال پروانه با زاویه تیغه پروانه تفاوت زیادی داشته باشد. با چرخش پروانه منطقه جدایش مرتبا از بین رفته و تشکیل می شود. این منطقه شامل بخار احاطه شده توسط سیال مغشوش با فشاری بالاتر از فشار بخار می شود. جریان آب بالادست این منطقه را پر خواهد کرد. ترکیدن این بسته های بخار باعث آسیب به سطح خواهد شد. این امر بین 200 تا 300 بار در ثانیه اتفاق می افتد.
معمولا انتظار می رود پمپ های با انرژی بالا (مطابق تعریف API610 هد بیش از 200 متر و توان بیش از 300 اسب بخار) تحت تاثیر بازچرخش قرار می گیرند؛ اما پروانه های با جنس چدن و برنز حتی در سطوح انرژی بسیار پایین تر نیز دچار خوردگی ناشی از بازچرخش می شوند. با شکل گیری بازچرخش در ورودی پروانه، گردابه های تشکیل شده می توانند تا خروجی پروانه هم حرکت کرده و بازچرخش خروجی پروانه را هم باعث شود. هر چه فاصله نقطه کار پمپ از BEP افزایش یابد تشکیل ورتکس تشدید می گردد.
برای پمپ هایی که با سرعت مخصوص مکش (Nss) بالا طراحی شده اند احتمال بازچرخش ورودی و خروجی پروانه بصورت پیوسته یا متناوب بیشتر است. بیشتر مشکلات ناشی از بازچرخش با طراحی مجدد پروانه یا افزایش دبی به منطقه امن کاری رفع خواهد شد.
