Введение. Рассматривается кавитация в центробежных насосах, условия возникновения

Рассматривается кавитация в центробежных насосах, условия возникновения. Дается понятие допустимой высоты всасывания и кавитационного запаса. Рассматриваются кавитационные испытания центробежного насоса и строятся кавитационные характеристики. Предлагаются пути улучшения всасывающей способности насосов. Даются основные правила обслуживания насосов.

Кавитация – это гидродинамический процесс образования паровых или газовых пузырьков в области пониженного давления, равного критическому с последующей конденсацией в зоне повышенного давления.

В однородных жидкостях происходит паровая конденсация, в газонасыщенных – газовая конденсация.

При паровой кавитации за критическое давление принимается давление насыщенных паров жидкости.

Процесс кавитации в насосах сопровождается шумом, вследствие схлопывания пузырьков, вибраций, из-за точечных гидроударов, эрозионным разрушением поверхности, снижением всех рабочих параметров.

Запишем уравнение Бернулли для сечений 1-2 (рисунок 55)

- кавитационный запас – это превышение полной энергии на входе в насос над энергией насыщенных паров.

Рисунок 55 – Расчетная схема для определения кавитационного запаса

Кавитационый запас должен быть достаточно большим, чтобы при перемещении жидкости от сечения 2 к сечению Х за счет увеличения скорости и потерь энергии давление в сечении Х не достигло давления насыщенных паров.

Кавитационный запас, с которым жидкость приходит в сечение 2-2, называется располагаемым кавитационным запасом, который зависит от внешнего давления, от геометрической высоты всасывания и характеристики всасывающего трубопровода.

- условие нормальной работы насоса.

Для определения допустимого кавитационного запаса Dh_доп проводятся кавитационные испытания насоса. Схема установки для проведения кавитационных испытаний представлена на рисунке 56.

Рисунок 56 – Схема насосной установки

Кавитационные испытания проводятся на холодной воде при постоянном числе оборотов и при постоянном расходе. Давление на входе в насос уменьшают.

При Q=const записывают показания Р_НВ и Р_М

Напор насоса

(Z_H-Z_B) – разность установки приборов давления.

кавитационый запас

где

Dh_кр – критический кавитационный запас

Поскольку этот график (рисунок 57) строится для одного значения расхода, он называется частная кавитационная характеристика.

Рисунок 57 – Частная кавитационная характеристика на одном режиме

Зная критический кавитационный запас можно определить допустимый кавитационный запас

После этого строятся частные характеристики на нескольких режимах (рисунок 58) по которым определяется Dh_кр и , и строится кавитационная характеристика центробежного насоса (рисунок 59) которая добавляется к характеристике центробежного насоса, полученной при нормальных испытаниях (рисунок 60).

Для улучшения кавитационных качеств магистральных насосов применяются роторы с предвключенными колесами (шнеками) и подпорные насосы. При отклонении режимов перекачки за пределы рабочей зоны насоса может возникнуть кавитация вследствие того, что за пределами изученной кавитационной зоны может происходить резкое возрастание кавитационного запаса.

Рисунок 58 – Частные кавитационные характеристики центробежного насоса

Рисунок 59 – Кавитационная характеристика центробежного насоса

При применении шнеков следует учитывать, что за пределами рабочей зоны они оказывают обратный эффект.

Определение допустимой высоты всасывания

- для нормальной работы насоса

Рисунок 60 – Характеристика центробежного насоса