5.11 Maßnahmen zu Verringerung und Vermeidung von Kavitation

Zur Kavitationsvermeidung oder Kavitationsverringerung kann zwischen konstruktiven Maßnahmen an der Pumpe und dem Pumpenzulauf, insbesondere am Schaufelradeintritt, Maßnahmen am Pumpenprüfstand oder am Kühlkreislauf und ggf. Maßnahmen an der Messsystematik unterschieden werden. Die nachfolgenden Gesichtspunkte sollten ständig ergänzt und auf ihre Wirksamkeit untersucht werden:

 
Konstruktive Maßnahmen:

  • Verbesserung der Saugfähigkeit des Schaufelrades durch kleine Schaufelwinkel und kleine Geschwindigkeiten am Saugmund, z.B. durch Vorziehen der Eintrittskante
  • Erhöhung des statischen Druckanteils durch Vergrößerung des Strömungsquerschnittes insbesondere an der Eintrittskante an den Stellen 1a und 1i
  • axiale Strömungszuführung zum Saugmund
  • möglichst homogenes Strömungsprofil am Saugmund sicherstellen; dazu gleichmäßig beschleunigte Strömung am Saugmund, keine oder vollständig offene Absperrelemente in Saugseitennähe
  • Verwendung einer geregelten Pumpe, z.B. mit mechanisch selbsttätiger Differenzdruckbegrenzung im oberen Drehzahlbereich, dadurch wesentlich verringerter Volumenstrom und damit entsprechend geringerem Kavitationswert

 

Maßnahmen am Pumpenprüfstand bzw. an der Messsystematik:

  • Messung des Druckes über den Querschnitt gemittelt: Ringmessstelle oder mindestens 3 Bohrungen in 120°-Abstand, damit der Druck gemittelt wird
  • entlüfteter Kreislauf bzw. Prüfstand
  • entgastes Strömungsmittel
  • bei Kavitationswertermittlung Verwendung eines Behälters mit großem Volumen und strömungsgünstigem Auslauf in Richtung zu messender Pumpe, großer Abstand zwischen Behälterauslauf und zu vermessender Pumpe, um die Strömung gleichzurichten
  • Behälterauslauf weit unter Wasserspiegel, damit bei unruhiger Wasseroberfläche keine Luft angesaugt wird
  • bei Verwendung einer Hilfspumpe zur Volumenstromnachregelung oder Prüfstandswiderstandskompensation darauf achten, dass die Hilfspumpe nicht zeitiger in Kavitation geht als die zu vermessende Pumpe, keine verwinkelten Zu- und Abläufe mit Absperrelementen
  • Kavitationswertemessung bei hohen Temperaturen, da dort wegen thermodynamischen Effekten kleinere Kavitationswerte auftreten
  • Verwendung korrekter Stoffwerte des Strömungsmittels. Es ist bekannt, dass sich die Stoffwerte verschiedener Frostschutzmittel eines Herstellers bereits stark unterscheiden, z.B. BASF G13 und G48. Deshalb Zusammensetzung ausspindeln und genaue Stoffwerte zu dem verwendeten Fluid heraussuchen.

 

Maßnahmen am Kühlkreislauf

  • Erhöhung des Saugdruckes durch Erhöhung des Ausgleichbehälterdruckes, Reduzierung der Druckverluste zwischen AGB-Rücklauf und Pumpensaugseite
  • Erhöhung des statischen Druckes am Saugmund durch Verwendung eines Vorsatzläufers (Inducer). Nur für große und teure Pumpen ökonomisch.
  • homogene, axiale, gleichgerichtete Strömungszuführung zur Pumpe

 

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