Получение частной кавитационной характеристики, т.е. графика зависимости напора и мощности от кавитационного запаса энергии при заданной подаче.

4. Определение критического Δ h_кр и допустимого кавитационного запаса Δ h_доп и допустимой высоты всасывания.

4.2 Вводная часть

Кавитация в насосах вредное и опасное явление.

Сущность заключается в нарушении сплошности потока (образовании паровых пузырьков) в тех местах, где абсолютное давление в жидкости снижается до давления парообразования при данной ее температуре, и последующей конденсации пара, т.е. захлопывании пузырьков в области более высокого давления. Это сопровождается такими внешними признаками, как увеличением шума насоса и его вибрации, а так же снижении производительности. В местах захлопывания пузырьков, в силу возникающего при этом ударного повышенного давления (до 1000 бар), происходит постепенное разрушение поверхности рабочих органов, что является, наряду с возможным срывом подачи при развитии кавитации, наиболее опасным ее следствием. Поэтому длительная работа насосов в режиме кавитации не допустима.

Причины возникновения кавитации могут быть условно разделены на внешние и внутренние.

К внешним причинам относятся:

1. Увеличение высоты всасывания насоса, например, из-за снижения уровня жидкости в резервуаре;

2. Уменьшение давления на поверхности всасывания;

3. Увеличение температуры перекачиваемой жидкости (что снижает давление парообразования)

4. Увеличение скорости подачи в насосе вследствие увеличения частоты вращения ротора или подачи жидкости;

5. Отрыв потока от стенок или местное сжатие;

Отклонение струек потока от нормальной траектории, что возможно при резких поворотах или обтекании посторонних тел, попавших в проточную часть насоса.

Различают две стадии кавитации: местную и развитую (или срывную).

При местной кавитации пузырьки образуются лишь в небольшой части сечения потока; при развитой - парогазоводяная смесь зажимает большую часть канала, вызывая резкое снижения параметров насоса(Н, N, Q).

В лопастных насосах кавитация возникает на тыльной стороне лопаток рабочего колеса вблизи ее входной кромки, где действует наименьшее давление.

Кавитационные нарушения работы имеет место во всех типах динамических насосов (центробежных, вихревых, осевых) и объемных (поршневые, шестеренчатых и других).

Внешними признаками кавитации в объемных насосах так же является дополнительный шум и вибрация, а при развитии кавитации снижение подачи. Подача уменьшается от того, что рабочие камеры сжатия к концу фазы заполнения остаются частично не заполнены жидкостью. Причиной этого является интенсивное выделение из жидкости из пара и газа, когда давление снижается до давления парообразования жидкости при данной температуре.

Условием отсутствия кавитации в насосе является требование, чтобы везде в пределах его проточной части абсолютное давление перекачиваемой жидкости было больше давления ее парообразования Р_n (его еще называют упругостью паров и давлением насыщенного пара).

Кавитация возникает когда давление в потоке становится равным давлению насыщенных паров жидкости.

Таким образом, кавитация ограничивает наименьшее абсолютное давление, т.е. наибольший вакуум, на всасывании насосов или, другими словами, их всасывающую способность. Большинство лопастных насосов допускают увеличение вакуума лишь до 6-8 м водяного столба, при большем вакууме начинается кавитация.

Максимальное значение вакуума на входе в насос, при котором насос надежно работает без признаков кавитации, называется допустимой вакуметрической высотой всасывания , она является показателем всасывающей способности насоса (не путайте со способностью самовсасывания, под которой понимается максимально допустимая высота расположения самовсасывающего насоса над уровнем жидкости в расходном резервуаре).

Абсолютное давление на входе в насос (Р_в_x)тем меньше, чем больше геометрическая высота всасывания (Н_s), падение давления во всасывающем трубопроводе (Δ Р_вс) из-за гидравлических потерь в нем и скоростное давление

и чем меньше барометрическое (Р_б) и избыточное давление в приемной емкости (Р_o).

При достаточно большой геометрической высоте всасывания и сопротивлении всасывающего трубопровода или слишком малом давлении в приемном резервуаре или увеличении скорости потока давление у входа может снижаться до давления, при котором возникает кавитация. Для каждого насоса существует минимальное значение давления, т.е. энергии жидкости на входе, при котором начинается кавитация.

⇐ Предыдущая 6 7 8 9 101112 13 14 15 Следующая ⇒