Kavitácia čerpadla: teória a výpočet
Prehľad javu kavitácie
Tlak odparovania kvapaliny je tlak odparovania kvapaliny (tlak nasýtených pár). Tlak odparovania kvapaliny súvisí s teplotou. Čím vyššia je teplota, tým vyšší je tlak odparovania. Tlak odparovania čistej vody pri izbovej teplote 20 ℃ je 233,8 Pa. Zatiaľ čo tlak odparovania vody pri 100 ℃ je 101296 Pa. Preto sa čistá voda pri izbovej teplote (20 ℃) začne odparovať, keď tlak klesne na 233,8 Pa.
Keď sa tlak kvapaliny pri určitej teplote zníži na tlak odparovania, kvapalina začne vytvárať bubliny, čo sa nazýva kavitácia. Para v bubline však v skutočnosti nie je úplne para, ale obsahuje aj plyn (hlavne vzduch) vo forme rozpustenej látky alebo jadra.
Keď bubliny vznikajúce počas kavitácie prúdia do vysokého tlaku, ich objem sa zmenšuje a dokonca praskajú. Tento jav, pri ktorom bubliny v kvapaline miznú v dôsledku zvýšenia tlaku, sa nazýva kavitačný kolaps.
Fenomén kavitácie v čerpadle
Keď je čerpadlo v prevádzke, ak sa lokálna oblasť jeho prepadovej časti (zvyčajne niekde za vstupom do lopatky obežného kolesa) nachádza v oblasti prepadovej časti, z nejakého dôvodu, keď absolútny tlak čerpanej kvapaliny klesne na tlak odparovania pri aktuálnej teplote, kvapalina sa tam začne odparovať, čím vzniká para a tvoria sa bubliny. Tieto bubliny prúdia s kvapalinou dopredu a keď dosiahnu určitý vysoký tlak, vysokotlaková kvapalina okolo bublín ich núti prudko sa zmenšiť a dokonca prasknúť. Keď bublina praskne, častice kvapaliny zaplnia dutinu vysokou rýchlosťou a navzájom sa zrazia, čím vytvoria vodný ráz. Tento jav spôsobí korózne poškodenie nadprúdových komponentov na pevnej stene.
Tento proces je proces kavitácie čerpadla.
Vplyv kavitácie čerpadla
Vytvárajú hluk a vibrácie
Poškodenie nadprúdových komponentov koróziou
Zhoršenie výkonu
Základná rovnica kavitácie čerpadla
NPSHr - kavitačný prídavok čerpadla sa nazýva aj potrebný kavitačný prídavok a v zahraničí sa nazýva potrebný čistý kladný tlak.
NPSHa – Kavitačný prídavok zariadenia sa nazýva aj efektívny kavitačný prídavok a je zabezpečený sacím zariadením. Čím väčší je NPSHA, tým je menšia pravdepodobnosť kavitácie čerpadla. NPSHa sa znižuje so zvyšujúcou sa premávkou.
Vzťah medzi NPSHa a NPSHr pri zmene prietoku
Metóda výpočtu kavitácie zariadenia
hg=Pc/ρg－hc－Pv/ρg－[NPSH]
[NPSH] – Prípustná kavitácia
[NPSH] = (1,1 ~ 1,5) NPSHr
Keď je prietok veľký, vezmite veľkú hodnotu a keď je prietok malý, vezmite malú hodnotu.
Čas uverejnenia: 22. januára 2024