Kavitation av pump: Teori och beräkning
Översikt över kavitationsfenomenet
Vätskeförångningstrycket är vätskans förångningstryck (mättat ångtryck). Vätskans förångningstryck är relaterat till temperaturen. Ju högre temperatur, desto högre förångningstryck. Förångningstrycket för rent vatten vid rumstemperatur 20℃ är 233,8 Pa. Medan förångningstrycket för vatten vid 100℃ är 101296 Pa. Därför börjar rent vatten vid rumstemperatur (20℃) att förångas när trycket sjunker till 233,8 Pa.
När vätskans tryck sänks till förångningstrycket vid en viss temperatur, kommer vätskan att producera bubblor, vilket kallas kavitation. Ångan i bubblan är dock egentligen inte helt ånga, utan innehåller även gas (främst luft) i form av upplösning eller kärna.
När bubblor som genereras under kavitation strömmar till högt tryck minskar deras volym och spricker till och med. Detta fenomen att bubblor försvinner i vätskan på grund av tryckökning kallas kavitationskollaps.
Fenomenet kavitation i pumpen
När pumpen är i drift, om det lokala området kring dess överströmningsdel (vanligtvis någonstans bakom inloppet till pumphjulsbladet). Av någon anledning, när det absoluta trycket för den pumpade vätskan sjunker till förångningstrycket vid den aktuella temperaturen, börjar vätskan att förångas där, vilket genererar ånga och bildar bubblor. Dessa bubblor flödar framåt med vätskan, och när de når ett visst högt tryck tvingar högtrycksvätskan runt bubblorna bubblorna att krympa kraftigt och till och med spricka. När bubblan spricker kommer vätskepartiklarna att fylla hålrummet med hög hastighet och kollidera med varandra för att bilda vattenhammare. Detta fenomen kommer att orsaka korrosionsskador på överströmskomponenterna när det uppstår på den solida väggen.
Denna process är pumpkavitationsprocessen.
Inverkan av pumpkavitation
Producerar buller och vibrationer
Korrosionsskador på överströmskomponenter
Prestandaförsämring
Grundläggande ekvation för pumpkavitation
NPSHr-pumpkavitationstillägg kallas även nödvändig kavitationstillägg och kallas nödvändig netto positiv tryckhöjd utåt.
NPSHa – Anordningens kavitationstolerans kallas även effektiv kavitationstolerans, vilket tillhandahålls av suganordningen. Ju större NPSHA, desto mindre sannolikt är det att pumpen kommer att kavitera. NPSHa minskar med ökande trafik.
Sambandet mellan NPSHa och NPSHr när flödet förändras
Beräkningsmetod för kavitation i enheten
hg=Pc/ρg－hc－Pv/ρg－[NPSH]
[NPSH]-Tillåten kavitationstolerans
[NPSH] = (1,1 ~ 1,5) NPSHr
När flödeshastigheten är stor, ta ett stort värde, och när flödeshastigheten är liten, ta ett litet värde.
Publiceringstid: 22 januari 2024