Кавитация в центробежных насосах. Условия бескавитационной работы

Кавитацией называется нарушение сплошности потока жидкости, обусловленное появлением в ней пузырьков или полостей, заполненных паром или газом. Кавитация возникает при снижении давления до давления насыщенного пара. В лопастном насосе это может произойти во входной части насоса вблизи входной кромки лопаток рабочего колеса - области самого низкого давления. Образовавшиеся пузырьки потоком переносятся в область повышенного давления и конденсируются с местным повышением давления, достигающим сотен мегапаскаль. Происходят, так называемые "местные гидроудары".

Последствия кавитации:

1. Эрозия материала стенок каналов насоса

2. Шум и вибрация установки.

3. Уменьшение основных параметров насоса.

Для обеспечения бескавитационной работы насоса необходимо, чтобы минимальное давление во входной полости насоса было больше давления насыщенного пара :

.

Для этого необходимо создать достаточный подпор перед насосом компенсирующий потери во всасывающей полости насоса и обеспечивающий там минимальное давление. Такой подпор выражается через понятие кавитационного запаса насоса.

Кавитационным запасом называется превышение полного напора жидкости на входе в насос над напором от давления насыщенного пара.

, (6.6)

где P₁ и ₁ – соответственно абсолютное давление и скорость жидкости на входе в насос.( ).

Условия бескавитационной работы насоса по кавитационному запасу выражается:

, (6.7)

где Δh – кавитационный запас насоса при рассматриваемом режиме работы, м;

Δh_доп – допустимый кавитационный запас при данном режиме.

Допустимый кавитационный запас определяется в результате кавитационных испытаний насоса и приводится в его паспорте в зависимости от подачи.

С помощью допустимого кавитационного запаса и на основе уравнения Бернулли для сечений жидкости, соответствующих ее уровню в емкости и входу в насос, может быть определена допустимая высота всасывания насоса Н_s:

, (6.8)

где Р₀ - абсолютное давление в емкости над поверхностью откачиваемой жидкости;

- суммарные гидравлические потери на трение по длине и местные сопротивления во всасывающем трубопроводе.

Условия бескавитационной работы насоса по высоте всасывания выразится:

, (6.8)

где Н_вс – геометрическая высота всасывания (рисунке 2.1)

Контрольные вопросы :

1. Из каких составляющих суммируется потребный напор в гидросистеме?

2. Что называется рабочей точкой системы «насос-трубопровод», и что она отражает, в физическом отношении?

5. Перечислить и охарактеризовать основные способы регулирования центробежных насосов.

6. В чем заключается явление кавитации?

7. Как выглядят в аналитической записи условия бескавитационной работы центробежного насоса? 9. Как повысить всасывающую способность центробежного насоса?

Список рекомендуемой литературы: [1, с.133-160], [2, с.56-62; 71-94; 144-165], [3, c. 175-204], [4, c.95-133], [5, с.5-6; 49-50; 77-89; 164-170; 194-198; 211-213].