Pumpun kavitaatio: teoria ja laskelma
Yleiskatsaus kavitaatioilmiöön
Nesteen höyrystymispaine on nesteen höyrystymispaine (tyydyttyneen höyryn paine). Nesteen höyrystymispaine on suhteessa lämpötilaan. Mitä korkeampi lämpötila, sitä suurempi höyrystymispaine. Puhtaan veden höyrystymispaine huoneenlämpötilassa 20 ℃ on 233,8 Pa. Kun veden höyrystymispaine 100 ℃:ssa on 101296Pa. Siksi puhdas vesi huoneenlämpötilassa (20 ℃) alkaa höyrystyä, kun paine laskee 233,8 Pa:iin.
Kun nesteen paine lasketaan höyrystymispaineeseen tietyssä lämpötilassa, neste muodostaa kuplia, jota kutsutaan kavitaatioksi. Kuplassa oleva höyry ei kuitenkaan itse asiassa ole täysin höyryä, vaan sisältää myös kaasua (pääasiassa ilmaa) liukenemisen tai ytimen muodossa.
Kun kavitaation aikana syntyneet kuplat virtaavat korkeaan paineeseen, niiden tilavuus pienenee ja jopa puhkeaa. Tätä ilmiötä, jossa kuplat katoavat nesteeseen paineen nousun seurauksena, kutsutaan kavitaatiokollapsiksi.
Kavitaatioilmiö pumpussa
Pumpun ollessa käynnissä, jos sen ylivuotoosan paikallinen alue (yleensä jossain juoksupyörän lavan sisääntulon takana). Jostain syystä, kun pumpattavan nesteen absoluuttinen paine laskee höyrystymispaineeseen nykyisessä lämpötilassa, neste alkaa höyrystyä siellä muodostaen höyryä ja muodostaen kuplia. Nämä kuplat virtaavat eteenpäin nesteen mukana, ja kun ne saavuttavat tietyn korkean paineen, kuplien ympärillä oleva korkeapaineneste pakottaa kuplat kutistumaan jyrkästi ja jopa räjähtämään. Kun kupla puhkeaa, nestemäiset hiukkaset täyttävät ontelon suurella nopeudella ja törmäävät toisiinsa muodostaen vesivasaran. Tämä ilmiö aiheuttaa korroosiovaurioita ylivirtakomponentteihin, kun se tapahtuu kiinteässä seinässä.
Tämä prosessi on pumpun kavitaatioprosessi.
Pumpun kavitaation vaikutus
Tuottaa melua ja tärinää
Ylivirtakomponenttien korroosiovauriot
Suorituskyvyn heikkeneminen
Pumpun kavitaation perusyhtälö
NPSHr-Pump kavitaatiovaraa kutsutaan myös välttämättömäksi kavitaatiovaraksi ja sitä kutsutaan välttämättömäksi nettopositiiviseksi ulkomailla.
NPSHa-Laitteen kavitaatiovaraa kutsutaan myös tehokkaaksi kavitaatiovaraksi, jonka imulaite tarjoaa. Mitä suurempi NPSHA, sitä epätodennäköisemmin pumppu kavitoituu. NPSHa pienenee liikenteen lisääntyessä.
NPSHa:n ja NPSHr:n välinen suhde virtauksen muuttuessa
Laitteen kavitaation laskentamenetelmä
hg=Pc/ρg－hc－Pv/ρg－[NPSH]
[NPSH] – Sallittu kavitaatiovara
[NPSH] = (1,1 - 1,5) NPSHr
Kun virtausnopeus on suuri, ota suuri arvo, ja kun virtausnopeus on pieni, ota pieni arvo.
Postitusaika: 22.1.2024