1, Fenomenul de cavitație
Când presiunea unui lichid este redusă la presiunea de vaporizare la o anumită temperatură, în lichid sunt generate bule. Acest fenomen de generare de bule se numește cavitație. Bulele generate în timpul cavitației, când curg la presiune mare, scad în volum și în cele din urmă izbucnesc. Fenomenul bulelor care dispar în lichid din cauza creșterii presiunii se numește colaps prin cavitație.
În timpul funcționării pompei, dacă presiunea absolută a lichidului pompat într-o zonă locală (de obicei, un anumit punct mai târziu în admisia paletei rotorului) scade la presiunea de vaporizare a lichidului la acea temperatură din anumite motive, lichidul începe să se vaporizeze în acea locație, producând o cantitate mare de abur și formând bule. Când lichidul care conține un număr mare de bule trece înainte prin zona de-înaltă presiune din interiorul rotorului, lichidul de-înaltă presiune din jurul bulelor face ca bulele să se micșoreze rapid și chiar să se spargă. În același timp, când bula se condensează și se rupe, particulele lichide umplu cavitatea cu o viteză mare, generând un efect puternic de ciocan de ari și lovind suprafața metalică la o frecvență mare de impact. Stresul de impact poate ajunge la sute până la mii de atmosfere, iar frecvența impactului poate ajunge de zeci de mii de ori pe secundă. În cazuri severe, poate provoca ruperea grosimii peretelui.
Procesul de generare a bulelor în pompa de apă și de deteriorare a componentelor de curgere din cauza rupturii bulelor se numește cavitație în pompa de apă. După ce apare cavitația într-o pompă de apă, nu numai că deteriorează componentele de supracurent, dar produce și zgomot și vibrații, ceea ce duce la o scădere a performanței pompei. În cazuri severe, poate întrerupe lichidul din pompă și împiedică funcționarea corectă a acestuia.
2, Formula relației de bază pentru cavitația pompei
Condițiile pentru cavitația pompei sunt determinate atât de pompă în sine, cât și de dispozitivul de aspirație. Prin urmare, studierea condițiilor pentru cavitație ar trebui luată în considerare atât de la pompa în sine, cât și de la dispozitivul de aspirație. Relația de bază dintre cavitația pompei este
NPSHc Mai mic sau egal cu NPSHr Mai mic sau egal cu [NPSH] Mai mic sau egal cu NPSH
NPSHa=NPSHr (NPSHc) - Începe cavitația pompei
NPSHa>NPSHr (NPSHc) - Pompă fără cavitație
În formula, NPSHa - alocația de cavitație a dispozitivului, cunoscută și sub denumirea de alocație de cavitație efectivă, cu cât cantitatea este mai mare, cu atât este mai puțin probabil să se cavitație;
NPSHr - Limita de cavitație a pompei, cunoscută și sub denumirea de toleranță de cavitație necesară sau căderea dinamică a presiunii la intrarea pompei. Cu cât NPSHr este mai mic, cu atât performanța anti cavitație este mai bună;
NPSHc - alocația critică de cavitație, se referă la alocația de cavitație corespunzătoare unei anumite scăderi a performanței pompei;
[NPSH] - Limita admisibilă de cavitație, este toleranța de cavitație utilizată pentru a determina condițiile de funcționare ale pompei, de obicei luată ca [NPSH]=(1,1-1,5) NPSHc.
3, Calculul alocației de cavitație a dispozitivului
NPSHa=Ps/ρg+Vs/2g-Pc/ρg=Pc/ρg±hg-hc-Ps/ρg
4, Măsuri pentru prevenirea cavitației
To prevent cavitation, it is necessary to increase NPSHa so that NPSHa>NPSHr. Măsurile de prevenire a cavitației sunt următoarele:
1. Reduceți înălțimea geometrică de aspirație Hg (sau măriți înălțimea geometrică de reflux);
2. Pentru a reduce pierderea prin inhalare hc, se pot face eforturi pentru a crește diametrul conductei, a minimiza lungimea conductei, a coturilor și a accesoriilor etc.;
3. Preveniți funcționarea prelungită în condiții de trafic intens;
4. La aceeași viteză și debit, utilizarea unei pompe de aspirație dublă reduce debitul de admisie și face pompa mai puțin predispusă la cavitație;
Când apare cavitația în pompă, debitul trebuie redus sau viteza trebuie redusă în timpul funcționării;
Starea piscinei de aspirare a pompei are un impact semnificativ asupra cavitației pompei;
7. Pentru pompele care funcționează în condiții dure, se pot folosi materiale anti cavitație pentru a evita deteriorarea cavitației.
