Cavitația în pompele cu vane
Întrebări: 1. Conceptul de cavitație. Cauzele apariției și măsurilor de prevenire
2. Lift admisibil
3. Teste de cavitație
1. Conceptul de cavitație. Cauzele apariției și măsurilor de prevenire
Cavitația este un proces de întrerupere a continuității fluxului de fluid, care începe la acele secțiuni în care presiunea scade până la presiunea critică (presiunea de vaporizare) și se termină în zonele cu o presiune mai mare decât cea critică. În locurile cu presiune scăzută, lichidul se fierbe, ducând la formarea bulelor de gaze eliberate din apă. Aceste bule, care se încadrează în zona de presiune crescută, se prăbușesc, particulele de lichid se grăbesc în micro-goluri și se ciocnesc unul cu celălalt, provocând ciocniri locale de apă. Gazul se dizolvă din nou în apă, iar particulele lichide care umple micro-golurile de la pereții părții de curgere a pompei lovesc metalul, ceea ce duce la distrugerea acestuia. Astfel, fenomenul de cavitație afectează negativ funcționarea pompei, făcând-o instabilă și distrugând unitatea de pompare.
Cavitația poate fi profilată. care apar datorită unui profil incorect conturat al părții care curge, o fâșie. care rezultă din defecte structurale și dure, care rezultă din rugozitatea excesivă a zidurilor părții care curge din pompă. Acest lucru este urmat de designeri și producător.
Când se folosesc pompe, apariția cavitației este posibilă din următoarele motive:
1) înălțimea de aspirație ridicată, i. E. pompa este instalată la o distanță mare de apă;
2) presiune atmosferică scăzută pe suprafața apei;
3) temperatura ridicată a lichidului pompat;
4) rezistență mare în conducta de aspirație datorită unui diametru incorect selectat sau datorită lungimii mari și rezistenței locale;
5) scurgerea liniei de aspirație.
Principala măsură de prevenire a cavitației este alegerea corectă a înălțimii geometrice de aspirație.
Măsuri suplimentare: creșterea presiunii pe suprafața apei în aval, scăderea temperaturii lichidului, reducerea lungimii țevilor de aspirație etc.
2. Lift admisibil
Aceasta este înălțimea instalării pompei în raport cu nivelul apei din aval, deasupra căruia are loc cavitația. Prin urmare, pompa trebuie instalată cu o înălțime geometrică de aspirație, care trebuie să fie mai mică decât admisibilă, adică
Anterior, sa obținut o formulă pentru înălțimea de aspirație în vid:
Aici HB.n = hB + hm.c (5.3) unde Hvp. - înălțimea geometrică de aspirație geometrică,
hв - înălțimea geometrică de aspirație, ht.в. - pierderea presiunii în conducta de aspirație, Vv - viteza în conducta de aspirație.
Din formula (5.2) exprimăm Hv.p.
Nv.p. = Нвак - Vv 2 / 2g și introduceți în expresia rezultată corecțiile care iau în considerare condițiile de lucru ale pompei (temperatura apei, presiunea pe suprafața acesteia). Obținem o înălțime geometrică redusă a aspirației geometrice
În expresia obținută: Hvac este o presiune de vid admisibilă după care apare cavitația la o temperatură de 18 ° C. Se determină pe baza testelor de cavitație a pompei; hp.zh. - presiunea în mm Hg. O coloană după care lichidul la o temperatură dată se fierbe, adică
hp.zh. = (t ° C); Na și Nb sunt presiunea atmosferică normală și reală barometrică pe suprafața apei.
Dacă înlocuim în formula (5.3) valoarea lui Hg.n adăugați și exprimați hb din acesta. atunci se obține o formulă prin care se determină înălțimea de aspirație geometrică admisă, adică
Aici, înălțimea admisă de aspirare a vidului permisă în vid este determinată de formula (5.4), în care este necesar să se cunoască Hvac. iar ultimul este determinat pe baza testelor de cavitație. În cazul absenței lor, NV. Creșterea este determinată de formula lui Thom:
unde H - stocul de cavitație, capul pompei H,
-coeficientul de cavitație, determinat de formula lui Rudnev:
pentru pompe cu intrare unidirecțională = 216 ns 4/3 / 10 6;
pentru pompele cu intrare bidirecțională = 136 ns 4/3 / 10 6.
Toate aceste recomandări sunt aplicabile atât pentru pompele centrifuge, cât și pentru cele axiale. Cu toate acestea, recent a fost introdus în practică o modalitate oarecum diferită de a calcula înălțimea permisă de aspirație, care va fi luată în considerare mai jos.
3. Teste de cavitație
Testele de cavitație sunt efectuate de circuite deschise sau închise. Scopul lor este de a obține date pentru calcularea înălțimii admisibile de aspirație. În testele de circuit deschis (acestea vor fi efectuate în timpul lucrărilor de laborator), valorile Hvac dop sunt obținute în funcție de debitul care se aplică caracteristicii pompei. Curba Hwakan = f (Q) se numește caracteristica de cavitație a pompei.
De regulă, pompele axiale sunt supuse unei încercări într-un circuit închis. Schema de instalare este prezentată în figura 5.1.
Figura 5.1. Circuit închis
Aici, cavitația este cauzată de o scădere treptată a presiunii printr-o pompă de vid (BH) din rezervor, care este coada inferioară a pompei testate. Ca rezultat al testelor, se obține valoarea rezervei de cavitație. care este determinată de formula
unde Ha este presiunea atmosferică normală, Hwak este indicația unui indicator de vid instalat pe conducta de aspirație a pompei.
Valorile lor, în funcție de debitul, sunt reprezentate ca curbe pentru o caracteristică dimensională universală. Caracteristica fără dimensiuni este reprezentată de curbele convertite în coeficienți fără dimensiuni:
În acest caz, înălțimea permisă de aspirație a vidului Hvak dop este determinată de formula
În consecință, la calcularea înălțimii admisibile de aspirație, valoarea lui Hvax este înlocuită de formula (5.5). determinată prin formula (5.7). Restul calculului este același.
După determinarea înălțimii admisibile a aspirației pentru oricare dintre procedurile descrise mai sus și presupunând înălțimea geometrică de aspirație conform condiției (5.1), este posibil să se determine marcajul axei pompei
о = .b. + hv. unde o este marcajul axei pompei, .b. - o marcă de apă în aval, hB - înălțimea geometrică de aspirație.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: