Xâm thực máy bơm: Lý thuyết và tính toán
Tổng quan về hiện tượng cavitation
Áp suất hóa hơi của chất lỏng là áp suất hóa hơi của chất lỏng (áp suất hơi bão hòa). Áp suất hóa hơi của chất lỏng có liên quan đến nhiệt độ. Nhiệt độ càng cao thì áp suất hóa hơi càng lớn. Áp suất hóa hơi của nước sạch ở nhiệt độ phòng 20oC là 233,8Pa. Trong khi áp suất hóa hơi của nước ở 100oC là 101296Pa. Do đó, nước sạch ở nhiệt độ phòng (20oC) bắt đầu bay hơi khi áp suất giảm xuống 233,8Pa.
Khi áp suất của chất lỏng giảm xuống áp suất hóa hơi ở nhiệt độ nhất định, chất lỏng sẽ tạo ra bong bóng, gọi là cavitation. Tuy nhiên, hơi trong bong bóng thực chất không hoàn toàn là hơi mà còn chứa khí (chủ yếu là không khí) ở dạng hòa tan hoặc hạt nhân.
Khi bong bóng được tạo ra trong quá trình xâm thực chảy đến áp suất cao, thể tích của chúng sẽ giảm và thậm chí vỡ ra. Hiện tượng bong bóng biến mất trong chất lỏng do áp suất tăng lên được gọi là hiện tượng sụp đổ bọt khí.
Hiện tượng cavitation trong máy bơm
Khi máy bơm đang hoạt động, nếu có khu vực bị tràn cục bộ của nó (thường ở đâu đó phía sau đầu vào của cánh quạt). Vì lý do nào đó, khi áp suất tuyệt đối của chất lỏng được bơm giảm xuống áp suất hóa hơi ở nhiệt độ hiện tại, chất lỏng bắt đầu bốc hơi ở đó, tạo ra hơi nước và hình thành bong bóng. Những bong bóng này cùng với chất lỏng chảy về phía trước và khi chúng đạt đến một áp suất cao nhất định, chất lỏng áp suất cao xung quanh bong bóng sẽ buộc bong bóng co lại mạnh và thậm chí vỡ ra. Khi bong bóng vỡ, các hạt chất lỏng sẽ lấp đầy khoang với tốc độ cao và va chạm với nhau tạo thành búa nước. Hiện tượng này sẽ gây ra hiện tượng ăn mòn các bộ phận quá dòng khi xảy ra trên tường đặc.
Quá trình này là quá trình xâm thực bơm.
Ảnh hưởng của cavitation bơm
Gây ra tiếng ồn và độ rung
Thiệt hại ăn mòn của các thành phần quá dòng
Suy giảm hiệu suất
Phương trình cơ bản về cavitation bơm
Phụ cấp xâm thực NPSHr-Pump còn được gọi là trợ cấp xâm thực cần thiết, và nó được gọi là đầu dương ròng cần thiết ở nước ngoài.
NPSHa-Trợ cấp xâm thực của thiết bị còn được gọi là trợ cấp xâm thực hiệu quả, được cung cấp bởi thiết bị hút. NPSHA càng lớn thì khả năng máy bơm tạo bọt khí càng ít. NPSHa giảm khi lưu lượng truy cập tăng.
Mối quan hệ giữa NPSHa và NPSHr khi dòng chảy thay đổi
Phương pháp tính toán cavitation thiết bị
hg=Pc/ρg－hc－Pv/ρg－[NPSH]
[NPSH]-Phụ cấp xâm thực cho phép
[NPSH] = (1,1 ~ 1,5) NPSHr
Khi lưu lượng lớn thì lấy giá trị lớn, khi lưu lượng nhỏ thì lấy giá trị nhỏ.
Thời gian đăng: 22-01-2024