Het verschil tussen flashing en cavitatie

Geregeld wordt ons de vraag gesteld wat het verschil is tussen flashing en cavitatie. Beide ontstaan namelijk als de druk na een vernauwing (bijvoorbeeld een afsluiter of regelklep) onder de dampdruk van de vloeistof daalt. Uiteraard is dit geen wenselijke situatie in een productieproces. Wat houden deze begrippen nu precies in en zijn deze te voorkomen?

 

Cavitatie is afgeleid van het Latijnse cavitare, dat uithollen betekent. Alle leidingcomponenten die een barrière, weerstand of vernauwing in de leiding vormen kunnen flashing en cavitatie veroorzaken. Het meest nauwe punt in een stroming wordt de vena contracta genoemd. Als er een vloeistof door bijvoorbeeld een afsluiter of regelklep stroomt, zal in de vena contracta de doorstroomsnelheid bij gelijkblijvende toevoerdruk toenemen. Dit zorgt ervoor dat de statische druk daalt. Indien de statische druk onder de dampdruk van de vloeistof daalt, ontstaan er dampbellen. Dit is te vergelijken met het koken van water. Dit dampmengsel wordt ook wel twee fasen stroming genoemd. Nadat dit mengsel de vena contracta heeft gepasseerd, daalt de doorstroomsnelheid weer. Dit heeft als gevolg dat de statische druk weer boven de dampdruk uit stijgt en de ontstane dampbellen weer in elkaar klappen (imploderen). Dit proces noemt men cavitatie.

 

 

De effecten van cavitatie kunnen helaas nog niet compleet worden verklaard. Echter zijn de nadelige consequenties wel te benoemen.

De vier meest belangrijke:

1. Geluidsoverlast;

2. Ernstige schade aan leidingcomponenten met lekkage of breuk tot gevolg;

3. Beperking van de doorstroomcapaciteit;

4. Drukinstabiliteit in het proces.

Dit kan er toe leiden dat het productieproces gestopt moet worden om schade te herstellen en de productiecapaciteit opnieuw te optimaliseren.

VIDEO: CAVITATIE IN BEELD

In deze korte video is cavitatie in beeld gebracht. U ziet hier hoe de dampbel ontstaat en implodeert.

 

Door de kleuren in deze video, kunt u zien wat voor kracht het imploderen op de wand van de leiding uitoefent.

 

In feite is flashing de eerste stap in het cavitatieproces: het vormen van de dampbellen. Letterlijk is dit het omzetten van vloeistof naar gas. Bij flashing blijven de dampbellen in de vloeistof aanwezig. Ook lopen zij met de vloeistofstroom mee. Dit komt omdat de vloeistofdruk onder de dampdruk blijft en de dampbellen geen kans meer krijgen om te imploderen. Flashing is te herkennen aan een tikkend geluid in de leiding: hoe meer dampbellen zich in de vloeistof bevinden, des te harder het geluid. Het valt te vergelijken met het geluid dat u hoort wanneer er lucht in het water van uw centrale verwarming zit.

 

Omdat dampbellen meer ruimte innemen dan vloeistof wordt de doorstroomcapaciteit minder. Dit heeft zowel direct als indirect invloed op het productieproces. Om deze reden is het belangrijk het ontstaan van beide fenomenen te onderzoeken. Ook moet er kritisch gekeken worden naar de vena contracta met bijbehorende doorstroomsnelheid en de (instel)drukken bij afsluiters of regelkleppen.

 

Flashing en cavitatie kunnen voorkomen worden door het drukverloop langzaam af te bouwen, waardoor de vloeistof niet onder de dampdruk komt. Indien er een lichte vorm van flashing of cavitatie ontstaat, kunnen er extra harde materialen toegepast worden op de kritische onderdelen van een afsluiter of regelklep. Hier leest u meer over het voorkomen van cavitatie.