في المرة القادمة التي تجد فيها نفسك عائمًا في المياه ، جرب هذا العرض الصغير للتجويف أثناء العمل وأنت تنتظر من الجميع التوقف عن الضحك وإخراجك من الماء.
أمسك راحة يدك عموديا ومرّرها بسرعة ذهابا وإيابا من خلال الماء. سترى تيارًا من الفقاعات يتعارض مع اتجاه السفر.
هذه الفقاعات هي ما يسمى التجويف. في حالة القوارب والسفن ، يشير التجويف إلى جيب ، أو تجويف ، للهواء المتكون على الجانب الخلفي من شفرة الدعامة أو المكره.
ما هو التجويف؟ ما هي أسبابه؟
أبسط تعريف للتجويف هو ؛ إجراء يتسبب في تشكيل فراغ بسبب الضغط المنخفض.
كما يقول التعريف أعلاه ، تحدث حالة التجويف بسبب وضع الضغط المنخفض. عندما حركت يدك ذهابًا وإيابًا من خلال الماء ، تسببت في انخفاض الضغط خلف يدك. هذا هو المكان الذي تشكلت فيه الفقاعات. سند مع الكثير ملعب كورة قدم أو الكثير من سرعة العمود سيتسبب في تكوين جيوب على الجانب الخلفي للشفرات أو حتى في الأطراف.
السبب وراء تشكل هذه الفراغات هو غليان السائل. هذا لا يغلي من الحرارة ، بل يغلي من الفراغ.
يخبرنا خبراء الفيزياء أن السائل سوف يغلي إذا تم تسخينه إلى درجة حرارة معينة أو إذا تم تخفيض ضغط السائل. في حالة التجويف ، والسبب هو انخفاض الضغط.
تقنية الغليان البارد هذه جيدة للعديد من الاستخدامات الصناعية ، ولكنها غير مطلوبة بالقرب من الدعائم أو دافعات المضخات. تمتلئ الفقاعات المنهارة بخار ماء منخفض الضغط للغاية وعندما تنهار تتلف الأضرار على العديد من الأسطح.
التجويف هو عبء على الكفاءة بسبب زيادة الاحتكاك. تلتصق الفقاعات على الأسطح وتزيد بشكل أساسي من سمك شفرات الدعامة وهناك حاجة إلى مزيد من الطاقة لزيادة السرعة أو الحفاظ عليها.
والأسوأ من ذلك ، أن التجويف يمكن أن يسبب اهتزازًا بسبب الأحمال الدعامية غير المتساوية وتلف المعدات أو كسرها. أسوأ من ضرر الاهتزاز هو تأليب.
يحدث التأليب عندما تنهار الفقاعات وتتركز جميع القوى على بقعة صغيرة على سطح الشفرة. الضرر الناتج عن الاهتزاز ملحوظ للغاية ويمكن تجنبه عادة مع تعديلات على أسلوب التشغيل. يمكن أن يحدث الضرر الناتج عن الحفر على مستوى خفي للغاية ومعظم المكونات المتأثرة تكون بعيدة عن الأنظار في العمليات اليومية.
يمكن أن تكون الزيادة في القوة التي يسببها حاكم ضعيف التعديل كافية لبدء التجويف البسيط بالقرب من أطراف الدعامة وربما لن يلاحظه معظم الأطقم. فقط عند التفريغ ، يمكن ملاحظة الضرر الذي يلحق بمكونات المحرك. يزيد الحفر من مساحة السطح مما يسبب التآكل وقليل مضاد للقاذورات يمكن للطلاء تحمل قوى من فقاعات منهارة يمكن أن تأكل في صلب مقوى.
يمكن أن تحدث هذه المجموعة من الشروط والأضرار الناتجة داخل أشياء مثل أغطية المضخات والأنفاق الصارمة. التجويف في الواقع أسهل بكثير في الإنتاج في بيئة مغلقة من المواقف المفتوحة مثل الدعامة والعمود.
في منطقة مغلقة ، يكون حجم السائل أقل بكثير للاندفاع وضغط فقاعات الفراغ التي تتشكل. التجويف داخل المضخات هو سبب رئيسي للفشل. تحول نابذة تؤدي المضخة بسرعة كبيرة إلى غليان السائل في حجرة المضخة بسبب نقص الضغط. هذه مشكلة أكبر إذا كنت تضخ سائلًا ساخنًا مثل سائل التبريد أو زيت الوقود الثقيل.
في حالة السوائل الساخنة ، تقوم بتطبيق مصدرين للطاقة من شأنها أن تجعل السائل يغلي. الأول ، الحرارة ، خارجي وهو الشكل الأكثر فهمًا للغليان. والثاني هو الفراغ الميكانيكي الناجم عن المكره. المصطلح التقني لهذه القوة الثانية هو رأس الشفط الإيجابي الصافي أو NPSH.