Pumba kavitatsioon: teooria ja arvutus
Kavitatsiooni nähtuse ülevaade
Vedeliku aurustumisrõhk on vedeliku aurustumisrõhk (küllastunud auru rõhk). Vedeliku aurustumisrõhk on seotud temperatuuriga. Mida kõrgem on temperatuur, seda suurem on aurustumisrõhk. Puhta vee aurustumisrõhk toatemperatuuril 20 ℃ on 233,8 Pa. Vee aurustumisrõhk temperatuuril 100 ℃ on aga 101296 Pa. Seega hakkab puhas vesi toatemperatuuril (20 ℃) aurustuma, kui rõhk langeb 233,8 Pa-ni.
Kui vedeliku rõhk teatud temperatuuril langeb aurustumisrõhuni, tekitab vedelik mulle, mida nimetatakse kavitatsiooniks. Mullis olev aur ei ole aga tegelikult täielikult aur, vaid sisaldab ka gaasi (peamiselt õhku) lahustunud aine või tuuma kujul.
Kui kavitatsiooni käigus tekkivad mullid voolavad kõrge rõhu alla, siis nende maht väheneb ja need isegi lõhkevad. Seda nähtust, kus mullid rõhu tõusu tõttu vedelikus kaovad, nimetatakse kavitatsiooni kollapsiks.
Kavitatsiooni nähtus pumbas
Kui pump töötab, kui selle ülevooluosa lokaalne piirkond (tavaliselt kuskil tiiviku laba sisselaskeava taga) on kahjustatud, hakkab vedelik mingil põhjusel aurustuma, kui pumbatava vedeliku absoluutrõhk langeb praeguse temperatuuri juures olevale aurustumisrõhule, tekitades auru ja mulle. Need mullid voolavad koos vedelikuga edasi ja teatud kõrge rõhu saavutamisel sunnib mullide ümber olev kõrgsurvevedelik mulle järsult kokku tõmbuma ja isegi lõhkema. Mullide lõhkemisel täidavad vedelikuosakesed õõnsuse suurel kiirusel ja põrkavad üksteisega kokku, moodustades hüdraulilise haamri. See nähtus põhjustab tahkel seinal ülevoolukomponentidele korrosioonikahjustusi.
See protsess on pumba kavitatsiooniprotsess.
Pumba kavitatsiooni mõju
Tekitab müra ja vibratsiooni
Ülekoormuskomponentide korrosioonikahjustused
Jõudluse halvenemine
Pumba kavitatsiooni põhivõrrand
NPSHr-pumba kavitatsioonivaru nimetatakse ka vajalikuks kavitatsioonivaruks ja seda nimetatakse vajalikuks neto positiivseks välisrõhuks.
NPSHa – seadme kavitatsioonivaru, mida nimetatakse ka efektiivseks kavitatsioonivaruks ja mille tagab imemisseade. Mida suurem on NPSHA, seda väiksem on pumba kavitatsiooni tõenäosus. NPSHa väheneb liikluse suurenemisega.
NPSHa ja NPSHr vaheline seos vooluhulga muutumisel
Seadme kavitatsiooni arvutusmeetod
hg=Pc/ρg－hc－Pv/ρg－[NPSH]
[NPSH] - lubatud kavitatsioonivaru
[NPSH] = (1,1 ~ 1,5) NPSHr
Kui voolukiirus on suur, võtke suur väärtus ja kui voolukiirus on väike, võtke väike väärtus.
Postituse aeg: 22. jaanuar 2024