Kavitace čerpadla: teorie a výpočet
Přehled jevu kavitace
Tlak vypařování kapaliny je tlak vypařování kapaliny (tlak nasycených par). Tlak vypařování kapaliny souvisí s teplotou. Čím vyšší je teplota, tím vyšší je tlak vypařování. Tlak vypařování čisté vody při pokojové teplotě 20 °C je 233,8 Pa. Zatímco tlak vypařování vody při 100 °C je 101296 Pa. Čistá voda při pokojové teplotě (20 °C) se tedy začne odpařovat, když tlak klesne na 233,8 Pa.
Když se tlak kapaliny při určité teplotě sníží na tlak vypařování, kapalina začne produkovat bubliny, což se nazývá kavitace. Pára v bublině však ve skutečnosti není zcela pára, ale obsahuje také plyn (hlavně vzduch) ve formě rozpuštěných částic nebo jader.
Když bubliny vznikající během kavitace proudí do vysokého tlaku, jejich objem se zmenšuje a dokonce praská. Tento jev, kdy bubliny v kapalině mizí v důsledku zvýšení tlaku, se nazývá kavitační kolaps.
Fenomén kavitace v čerpadle
Pokud je čerpadlo v provozu, pokud se lokální oblast jeho přepadové části (obvykle někde za vstupem do lopatky oběžného kola) z nějakého důvodu sníží absolutní tlak čerpané kapaliny na tlak vypařování při aktuální teplotě, kapalina se tam začne odpařovat, čímž vzniká pára a bubliny. Tyto bubliny proudí s kapalinou dopředu a když dosáhnou určitého vysokého tlaku, vysokotlaká kapalina kolem bublin je nutí k prudkému zmenšení a dokonce k prasknutí. Když bublina praskne, částice kapaliny zaplní dutinu vysokou rychlostí a srazí se do sebe a vytvoří vodní ráz. Tento jev způsobí korozi nadproudových komponentů, pokud k němu dojde na pevné stěně.
Tento proces je proces kavitace čerpadla.
Vliv kavitace čerpadla
Produkují hluk a vibrace
Korozní poškození nadproudových komponent
Zhoršení výkonu
Základní rovnice kavitace čerpadla
Přídavek kavitace NPSHr - čerpadlo se také nazývá nezbytný přídavek kavitace a v zahraničí se mu říká nezbytný čistý kladný dopravní tlak.
NPSHa – Kavitační přídavek zařízení, nazývaný také efektivní kavitační přídavek, který je zajištěn sacím zařízením. Čím větší je NPSHA, tím menší je pravděpodobnost kavitace čerpadla. NPSHa klesá se zvyšujícím se provozem.
Vztah mezi NPSHa a NPSHr při změnách průtoku
Metoda výpočtu kavitace zařízení
hg=Pc/ρg－hc－Pv/ρg－[NPSH]
[NPSH] – Přípustná kavitační tolerance
[NPSH] = (1,1 ~ 1,5) NPSHr
Pokud je průtok velký, berte velkou hodnotu, a pokud je průtok malý, berte malou hodnotu.
Čas zveřejnění: 22. ledna 2024