Mis on kavitatsioon? Kuidas parandada kavitatsioonivastaseid meetmeid?

 

• Mis on kavitatsioon?

Kavitatsioon on kahjulik seisund, mida sageli esineb tsentrifugaalpumbaseadmetes. Kavitatsioon võib vähendada pumba efektiivsust, põhjustada vibratsiooni ja müra ning tõsiselt kahjustada pumba tiivikut, pumba korpust, võlli ja muid sisemisi osi. Kavitatsioon tekib siis, kui vedeliku rõhk pumbas langeb alla aurustumisrõhu, põhjustades aurumullide moodustumist madala rõhuga piirkondades. Need aurumullid võivad kõrgsurvepiirkonda sattudes ägedalt kokku kukkuda või "plahvatada". See võib põhjustada pumba mehaanilisi kahjustusi, tekitada erosioonile ja korrosioonile vastuvõtlikke nõrku kohti ning halvendada pumba jõudlust.

 

Kavitatsiooni leevendamise strateegiate mõistmine ja rakendamine on tsentrifugaalpumpade töö terviklikkuse ja kasutusea säilitamiseks ülioluline.

 

• Tsentrifugaalpumpade kavitatsiooni tüübid

 

1. Aurustumise kavitatsioon.Tuntud ka kui "klassikaline kavitatsioon" või "saadaoleva positiivse imemispea (NPSHa) kavitatsioon", on see kõige levinum kavitatsiooni tüüp. Tsentrifugaalpumbad suurendavad vedeliku kiirust, kui see läbib tiiviku imemisava. Kiiruse suurenemine võrdub vedeliku rõhu langusega. Rõhu alandamine võib põhjustada osa vedelikust keema (aurustumist) ja aurumullide moodustumist, mis tormiliselt kokku varisevad ja kõrgsurvepiirkonda jõudes tekitavad pisikesi lööklaineid.

 

2. Turbulentne kavitatsioon.Torusüsteemi komponendid, nagu põlved, ventiilid ja filtrid, ei pruugi pumbatava vedeliku koguse või olemusega sobida, mis võib kogu vedelikus tekitada pööriseid, turbulentsi ja rõhuerinevusi. Kui need nähtused ilmnevad pumba sisselaskeava juures, võivad need pumba sisemust otseselt kahjustada või põhjustada vedeliku aurustumist.

 

3. Blade sündroomi kavitatsioon.Seda tüüpi kavitatsioon, mida tuntakse ka kui "laba läbimise sündroomi", tekib siis, kui tiiviku läbimõõt on liiga suur või pumba korpuse sisekate on liiga paks / pumba korpuse siseläbimõõt on liiga väike. Kumbki neist tingimustest või mõlemad vähendavad ruumi (vahe) pumba korpuses alla vastuvõetava taseme. Kliirensi vähenemine pumba korpuses põhjustab vedeliku kiiruse suurenemist, mille tulemuseks on rõhu langus. Rõhu langus võib põhjustada vedeliku aurustumist, tekitades kavitatsioonimulle.

 

4. Sisemine retsirkulatsiooni kavitatsioon.Kui pump ei suuda vedelikku vajaliku voolukiirusega välja lasta, põhjustab see osa vedelikust või kogu vedelikust tiiviku ümber ringlemise. Tsirkuleeritav vedelik läbib madala ja kõrge rõhuga alasid, tekitades soojust, suurt kiirust ja moodustades aurustumismulle. Sisemise retsirkulatsiooni tavaline põhjus on pumba töötamine suletud pumba väljalaskeklapiga (või väikese voolukiirusega – Pump Salon Note 1).

 

5. Õhu kavitatsioon.Õhku võib pumpa tõmmata läbi rikkis ventiili või lahtise liitmiku. Kui pumba sees on, liigub õhk koos vedelikuga. Vedeliku ja õhu liikumisel võivad tekkida mullid, mis pumba tiiviku suurenenud rõhuga kokkupuutel "plahvatavad".

 

• Millised on kavitatsiooni ohud?

 

1. Läbivoolukomponentide korrosioon:

(1) Mullide lõhkemisel tekkiva kõrgsagedusliku (600–25000 HZ) löögi tõttu on rõhk kuni 49 MPa, mis põhjustab metallipinna mehaanilist erosiooni.

 

(2) Kuna aurustumisel eraldub soojust ja toimub hüdrolüüs temperatuuride erinevuse akuefekti tõttu, oksüdeerib tekkiv hapnik metalli ja põhjustab keemilist korrosiooni.

 

2. Pumba jõudlus väheneb:

Pumba kavitatsiooni ilmnemisel on tiiviku energiavahetus häiritud ja hävinud ning välised omadused avalduvad QH kõvera, QP ja Qn kõverate langusena. Rasketel juhtudel katkeb pumba vool ja see ei tööta.

 

Madala erikiiruse korral, kuna labade vaheline voolukanal on kitsas ja pikk, täidavad mullid pärast kavitatsiooni tekkimist kogu voolukanali ja jõudluskõver langeb järsult.

 

Keskmise ja suure erikiiruse korral on voolukanal lühike ja lai, seega kulub mullide tekkeks üleminekuprotsess kogu voolukanali täitmiseni. Vastav jõudluskõver hakkab aeglaselt langema ja langeb seejärel järsult, kui see tõuseb teatud voolukiiruseni.

 

• Meetmed kavitatsioonivastase toime parandamiseks

 

1. Meetmed tsentrifugaalpumba kavitatsioonivastase jõudluse parandamiseks:

(1) Parandage konstruktsiooni konstruktsiooni alates pumba imemisavast kuni tiivikuni. Suurendage vooluala; suurendada tiiviku katte sisselaskeava kõverusraadiust, et vähendada vedeliku voolu kiiret kiirendust ja rõhulangust; vähendage sobivalt tera sisselaskeava paksust ja ümardage tera sisselaskeava, et muuta see voolujoonelise kujuga sarnaseks, mis võib samuti vähendada tera pea ümber toimuva voolu kiirendust ja rõhulangust; parandada tiiviku ja laba sisselaskeava pinnaviimistlust, et vähendada takistuse kadu; pikendage laba sisselaskeserva tiiviku sisselaskeavani, nii et vedelikuvool saab eelnevalt tööd ja suurendab rõhku.

 

(2) Eesmist induktorit kasutatakse vedeliku voolu eeltöötamiseks eesmises induktoris, et suurendada vedeliku voolurõhku.

 

(3) Kahekordse imemisega tiiviku kasutamisel siseneb vedeliku vool tiiviku mõlemalt poolt tiiviku samaaegselt, nii et sisselaskeava ristlõige kahekordistub ja sisselaske vooluhulk on poole võrra väiksem.

 

(4) Projekteeritud töötingimustes on veidi suurem positiivne lööginurk, et suurendada tera sisselaskenurka, vähendada laba sisselaskeava painutust, vähendada tera ummistumist ja suurendada sisselaskeala; parandada töötingimusi suure vooluga, et vähendada voolukadu. Siiski ei tohiks positiivne ründenurk olla liiga suur, vastasel juhul mõjutab see efektiivsust.

 

(5) Kasutage kavitatsioonikindlaid materjale. Praktika näitab, et mida suurem on materjali tugevus, kõvadus ja sitkus, seda parem on keemiline stabiilsus ja seda tugevam on kavitatsioonikindel jõudlus.

 

2. Meetmed vedeliku sisselaskeseadme efektiivse kavitatsioonivaru parandamiseks:

(1) Tõhusa kavitatsioonivaru suurendamiseks suurendage pumba ees oleva vedelikumahuti vedeliku pinna rõhku.

 

(2) Vähendage imiseadme pumba paigalduskõrgust.

 

(3) Vahetage ülespoole suunatud imemisseade vastupidise niisutusseadme vastu.

 

(4) Vähendage voolukadu torustikus enne pumpa, näiteks lühendage torustikku nii palju kui võimalik nõutavas vahemikus, vähendage voolukiirust torustikus, vähendage põlvede ja ventiilide arvu ning suurendage klapi ava nii palju kui võimalik.

 

(5) Vähendage töökeskkonna temperatuuri pumba sisselaskeava juures (kui edastusaine on küllastustemperatuuri lähedal).

 

Ülaltoodud meetmeid saab asjakohaselt rakendada pärast põhjalikku analüüsi, mis põhineb pumba tüübil, materjali valikul ja pumba kasutuskoha tingimustel.