Sūkņa kavitācija: teorija un aprēķins
Kavitācijas fenomena pārskats
Šķidruma iztvaikošanas spiediens ir šķidruma iztvaikošanas spiediens (piesātināta tvaika spiediens). Šķidruma iztvaikošanas spiediens ir saistīts ar temperatūru. Jo augstāka temperatūra, jo lielāks iztvaikošanas spiediens. Tīra ūdens iztvaikošanas spiediens istabas temperatūrā 20 ℃ ir 233,8 Pa. Savukārt ūdens iztvaikošanas spiediens 100 ℃ temperatūrā ir 101296 Pa. Tāpēc tīrs ūdens istabas temperatūrā (20 ℃) sāk iztvaikot, kad spiediens nokrītas līdz 233,8 Pa.
Kad šķidruma spiediens noteiktā temperatūrā samazinās līdz iztvaikošanas spiedienam, šķidrums veido burbuļus, ko sauc par kavitāciju. Tomēr tvaiks burbulī patiesībā nav pilnībā tvaiks, bet satur arī gāzi (galvenokārt gaisu) izšķīdušas vielas vai kodola veidā.
Kad kavitācijas laikā radušies burbuļi plūst augsta spiediena ietekmē, to tilpums samazinās un pat pārsprāgst. Šo parādību, kad burbuļi šķidrumā izzūd spiediena paaugstināšanās dēļ, sauc par kavitācijas sabrukumu.
Kavitācijas parādība sūknī
Kad sūknis darbojas, ja tā pārplūdes daļas lokālā zona (parasti kaut kur aiz lāpstiņriteņa lāpstiņas ieplūdes) nez kāpēc, kad sūknējamā šķidruma absolūtais spiediens nokrītas līdz iztvaikošanas spiedienam pašreizējā temperatūrā, šķidrums sāk iztvaikot, radot tvaiku un veidojot burbuļus. Šie burbuļi plūst uz priekšu kopā ar šķidrumu, un, sasniedzot noteiktu augstu spiedienu, ap burbuļiem esošais augstspiediena šķidrums liek burbuļiem strauji sarauties un pat pārsprāgt. Kad burbulis pārsprāgst, šķidruma daļiņas lielā ātrumā piepilda dobumu un saduras viena ar otru, veidojot hidraulisko āmuru. Šī parādība, nonākot uz cietās sienas, radīs korozijas bojājumus pārslodzes komponentiem.
Šis process ir sūkņa kavitācijas process.
Sūkņa kavitācijas ietekme
Radīt troksni un vibrāciju
Pārslodzes komponentu korozijas bojājumi
Veiktspējas pasliktināšanās
Sūkņa kavitācijas pamatvienādojums
NPSHr - sūkņa kavitācijas pielaidi sauc arī par nepieciešamo kavitācijas pielaidi, un to sauc par nepieciešamo neto pozitīvo spiedienu ārzonās.
NPSHa — ierīces kavitācijas pielaide tiek saukta arī par efektīvo kavitācijas pielaidi, ko nodrošina iesūkšanas ierīce. Jo lielāka NPSHa, jo mazāka ir sūkņa kavitācijas iespējamība. NPSHa samazinās, palielinoties noslodzei.
NPSHa un NPSHr savstarpējā saistība, mainoties plūsmai
Ierīces kavitācijas aprēķina metode
hg=Pc/ρg－hc－Pv/ρg－[NPSH]
[NPSH] — pieļaujamā kavitācijas pielaide
[NPSH] = (1,1 ~ 1,5) NPSHr
Ja plūsmas ātrums ir liels, ņemiet lielu vērtību, un, ja plūsmas ātrums ir mazs, ņemiet mazu vērtību.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 22. janvāris