ポンプのキャビテーション余裕とは何か
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この投稿は、2018年4月27日22時53分に泡沫_ZPTKによって最終的に編集されました。キャビテーション余量とは何か、許容されるキャビテーション余量とは？
この初期の理解は確かに分かりにくいですが、理解してしまえばとても分かりやすくなります。ポンプが重慶地域で運転されており、入口圧力が-90KPa、ポンプのキャビテーション余裕が2.5mであると仮定する。装置のキャビテーション余裕は、大気圧10m－入口負圧9m－配管損失0.5m＝0.5mとなる。装置のキャビテーション余裕0.5mはポンプのキャビテーション余裕2.5mよりも小さいため、ポンプはキャビテーションを起こす
キャビテーション余裕とは、ポンプがキャビテーションに耐える能力のことで、一定の運転条件下でのポンプ入口において、液体の圧力が気化圧力よりも高くなっている分の安全エネルギー値を指し、単位はメートルです。この余裕が小さいほど、ポンプは液体が気化しない状態をより多く許容できることを意味します。一般的なキャビテーション余裕には2種類あります。1つは設備のキャビテーション余裕NPSHAで、ポンプが置かれている運転条件において、液体が気化するための安全余裕値を示し、使用者が提供します。供給業者は、この値が大きいほど選定が容易になると考えています。もう1つはポンプ自体のキャビテーション余裕NPSHRで、ポンプの入口に液体が気化するために確保されている安全余裕で、供給業者が提供し、この値は小さいほど望ましいです。API610ではNPSHRが規定されています
わかりやすく言おう。通常、大気圧では水を10.33メートルまで押し上げることができ、キャビテーション余量とは実際には圧力と液柱の高さ（m）との間の換算値です。液体というのは圧力があってこそ液体でしょう。圧力が不足すると気化してしまいます。例えば、ある液体の40度における飽和蒸気圧が0.01MPaなら、それを換算すると1.033メートルになります。次に、ポンプの入口からインペラの表面までで失われる圧力、つまり圧力損失を計算します。これが圧力降下であり、ポンプが完成した後に固有の特性として存在するものです。また、これを高さに換算することもでき、この圧力降下こそが必要なキャビテーション余裕量（小さいほど良い）となります。この液体よりもずっと高い、あるいはこの圧力よりもずっと大きくしなければ、液体は気化しません。装置のキャビテーション余裕というのは、設置高さや配管損失、安全余裕などを考慮した上で得られるものですよね。5メートルの高さに設置し、配管損失が0.5メートル、安全余裕として0.5メートルを考慮すると合計6メートルになり、残りは4.33メートルです。液体には1.033メートル必要で、それを差し引けばキャビテーション余裕になるでしょう（具体的には現地の条件によりますが、例として）。そして、必要なキャビテーション余裕がキャビテーション余裕以下であればキャビテーションは発生しません。たぶんそうでしょう、私も自分なりに理解しているだけで、少し違っているかもしれません：lol
ポンプの媒体が気化しないようにするためのパラメータです。
個人的には、みんなでもう一度ポンプの定義を復習しましょう！実は、物理化学の相図なら問題を説明できるのです！また、媒体は一定の温度において一定の飽和蒸気圧を持つ――言い換えれば、ポンプとは液体を輸送する機械装置であり、もし媒体がすべてガス状になってしまったら、それでも排気しなければならないのではないか？計算は上で説明した通りで、この見積もりは一般的な物理の知識で説明できる！ちなみに、各地域の大気圧は標高によって異なりますよ😊
私の考えでは、キャビテーション余量とは、実際にはポンプが動作している際に、ポンプの入口まで媒体を送り込み、かつその媒体が気化しないようにするために必要な最小の液面高さ（液面は常圧の状態）のことです……
まず、有効余剰蒸気圧力頭（NPSH）a、臨界蒸気穴発生余剰蒸気圧力頭（NPSH）c、必要蒸気穴発生余剰蒸気圧力頭（NPSH）rという概念を明確に区別する必要があります。そして、ポンプが液体を送り出すのは実際には大気圧が液体を押し上げるからだということを知っておく必要があります。大気圧は1atm＝10.33メートルの水柱に相当します。いわゆるポンプの入口圧力とは、大気圧から吸上げ高さにおける液体圧力を差し引いた値です。例えば：（NPSH）r=2mの場合、液体の飽和蒸気圧や配管内の圧力損失を考慮すると、そのポンプの設置高さは8メートルを超えてはならない。8メートルを超えるとキャビテーションが発生します。