Кавитация в насосах: понимание и предотвращение

• Что такое кавитация? 

Кавитация - это сложное явление, которое может существенно повлиять на производительность и долговечность насосов. Это происходит, когда требуемый насосом суммарный положительный напор всасывания (NPSH) не соответствует минимальному доступному давлению в системе, что приводит к образованию и последующему разрушению пузырьков пара внутри насоса. Этот процесс может привести к быстрому ухудшению характеристик насоса, повлиять на срок службы рабочего колеса и не дать насосу обеспечить ожидаемый расход и напор.

• Как образуется кавитация? 

Кавитация обычно возникает на внешних кромках лопаток и крышек рабочего колеса, а также внутри спирального корпуса или диффузора. На входе в рабочее колесо она встречается редко. При увеличении высоты установки насоса возникает кавитация, что приводит к падению внутреннего давления в насосе. Точка самого низкого давления обычно находится сразу за входом в лопасть рабочего колеса.

• Факторы, влияющие на кавитацию

NPSH насоса: Динамическое значение, изменяющееся в зависимости от типа насоса и скорости потока.

Атмосферное давление: Зависит от высоты над уровнем моря; в городах, расположенных на большой высоте, оно ниже.

Перепад высот при установке: Разница высот между насосом и поверхностью воды.

Падение давления на входе: Возникает из-за трения в трубопроводе и местного сопротивления.

Давление насыщенного пара: Увеличивается с повышением температуры воды.

• Способы устранения кавитации

1. Выберите насос с низким NPSH

2. Уменьшите высоту установки: Уменьшите высоту насоса для увеличения давления на входе.

3. Подкачивающий насос: Установите подкачивающий насос для улучшения условий всасывания.

4. Направляющее колесо: Добавьте направляющее колесо для увеличения расхода на входе.

5. Уменьшение расхода на выходе: Уменьшите расход на выходе насоса, если давление на входе недостаточное.

6. Система рециркуляции: Установите систему рециркуляции для стабилизации расхода.

• Предотвращение кавитации

1. Высота установки: Разумно спланируйте высоту установки насоса, чтобы избежать кавитации.

2. Рабочие колеса с двойным всасыванием: используйте их для снижения скорости потока, проходящего через рабочее колесо.

3. Учитывайте плотность: Будьте внимательны при перекачивании более плотных жидкостей, поскольку для них требуется меньшая высота всасывания.

4. Учитывайте давление паров: Учитывайте давление паров перекачиваемой жидкости, особенно летучих жидкостей.

5. Выбор материала: В проточных частях насоса используйте материалы, устойчивые к кавитации, и подумайте о снижении скорости вращения насоса.

• Вывод

Понимание кавитации и ее причин имеет решающее значение для поддержания эффективности насоса и предотвращения поломок. Учитывая факторы, влияющие на кавитацию, и применяя соответствующие профилактические меры, мы можем оптимизировать насосные системы для обеспечения надежной и длительной работы.