Kawitacja pompy: teoria i obliczenia
Przegląd zjawiska kawitacji
Ciśnienie parowania cieczy to ciśnienie parowania cieczy (ciśnienie pary nasyconej). Ciśnienie parowania cieczy jest powiązane z temperaturą. Im wyższa temperatura, tym większe ciśnienie parowania. Ciśnienie parowania czystej wody w temperaturze pokojowej 20℃ wynosi 233,8Pa. Podczas gdy ciśnienie parowania wody w temperaturze 100 ℃ wynosi 101296Pa. Dlatego czysta woda o temperaturze pokojowej (20 ℃) zaczyna parować, gdy ciśnienie spadnie do 233,8 Pa.
Kiedy ciśnienie cieczy zostanie obniżone do ciśnienia parowania w określonej temperaturze, ciecz będzie wytwarzać pęcherzyki, co nazywa się kawitacją. Jednak para w pęcherzyku w rzeczywistości nie jest całkowicie parą, ale zawiera również gaz (głównie powietrze) w postaci rozpuszczenia lub jądra.
Kiedy pęcherzyki powstające podczas kawitacji dopływają do wysokiego ciśnienia, ich objętość zmniejsza się, a nawet pęka. Zjawisko polegające na zanikaniu pęcherzyków w cieczy w wyniku wzrostu ciśnienia nazywa się zapadnięciem się kawitacji.
Zjawisko kawitacji w pompie
Kiedy pompa pracuje, jeśli lokalnie znajduje się jej część przelewowa (zwykle gdzieś za wlotem łopatki wirnika). Z jakiegoś powodu, gdy ciśnienie bezwzględne pompowanej cieczy spada do ciśnienia parowania w aktualnej temperaturze, ciecz zaczyna tam parować, wytwarzając parę i tworząc pęcherzyki. Pęcherzyki te przepływają do przodu wraz z cieczą, a gdy osiągną określone wysokie ciśnienie, ciecz pod wysokim ciśnieniem wokół pęcherzyków powoduje gwałtowne skurczenie się pęcherzyków, a nawet ich pęknięcie. Kiedy pęcherzyk pęknie, cząstki cieczy wypełnią wnękę z dużą prędkością i zderzają się ze sobą, tworząc uderzenie wodne. Zjawisko to spowoduje uszkodzenie korozyjne elementów nadprądowych, jeśli wystąpi na litej ścianie.
Proces ten to proces kawitacji pompy.
Wpływ kawitacji pompy
Wytwarzaj hałas i wibracje
Uszkodzenia korozyjne elementów przeciążonych
Pogorszenie wydajności
Podstawowe równanie kawitacji pompy
Naddatek kawitacyjny NPSHr-Pump nazywany jest również niezbędnym naddatkiem kawitacyjnym i nazywany jest niezbędnym dodatnim ciśnieniem netto za granicą.
NPSHa – Naddatek kawitacyjny urządzenia nazywany jest również efektywnym naddatkiem kawitacyjnym, który zapewnia urządzenie ssące. Im większy NPSHA, tym mniejsze prawdopodobieństwo wystąpienia kawitacji w pompie. NPSHa maleje wraz ze wzrostem ruchu.
Zależność pomiędzy NPSHa i NPSHr przy zmianach przepływu
Metoda obliczania kawitacji urządzenia
hg=Pc/ρg－hc－Pv/ρg－[NPSH]
[NPSH] – Dopuszczalny naddatek kawitacyjny
[NPSH] = (1,1 ~ 1,5) NPSHr
Gdy natężenie przepływu jest duże, należy przyjąć dużą wartość, a gdy natężenie przepływu jest małe, przyjąć małą wartość.
Czas publikacji: 22 stycznia 2024 r