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キャビテーション性能

cavitation performance

  水力機械ではキャビテーションが発生すると機器の損傷にいたることがあり,その性能評価が必要となる.水車・ポンプ水車ではトーマのキャビテーション係数\(\sigma = \left( {{H_a} - {H_s} - {H_v}} \right)/H\)を利用して性能を評価する.ここで,\({{H_a}}\)は大気圧,\({{H_v}}\)は液体の飽和蒸気圧,\({{H_s}}\)は放水面からランナ出口基準位置までの標高差(放水面が下にある場合は正の値)で,吸出し高さという.Hは水車運転では有効落差,ポンプ運転では全揚程を用い,すべて液柱高さで定義する.実物の据付け状態から求まるσ運転キャビテーション係数\(\left( {{\sigma _p}} \right)\)という.ポンプではσの代わりに有効吸込ヘッド\({\rm{NPSH = }}{H_a} - {H_s} - {H_v} - {H_l}\)を用い,\({H_s}\)をポンプでは吸込高さといい,\({H_l}\)は吸込側流路の損失ヘッドである.水車のσpに対応するものにNPSHA(available NPSHの略)がある.キャビテーション性能は運転状態を固定してσまたはNPSHを変化させ,水車ランナまたはポンプインペラのキャビテーションの発生具合や性能への影響を調べ,キャビテーションに対する使用限界のσまたはNPSHを求め,σpまたはNPSHAと比較して性能を評価する.ポンプではこの限界NPSHを必要有効吸込ヘッドという.