Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Кавитация в насосах




Кавитация – разрыв сплошности жидкости, вызванный образованием парогазовых каверн. Кавитацию у насосов связывают с понижением давления или с повышением температуры жидкости при входе в насос.

Существует 2 вида кавитации: газовая и паровая.

газовая – следствие выделения растворённых в жидкости газов,

паровая – следствие вскипания жидкости.

Газовая кавитация в насосах не существенна, т.к. растворимость газов невелика, а основной вид кавитации – паровая кавитация. Возможность возникновения кавитации оценивается по величине кавитационного запаса насоса.

Кавитационный запас – величина, на которую полный гидродинамический напор жидкости при входе в насос превышает напор насыщенного пара жидкости:

,

1 – полный гидродинамический напор при входе в насос.

2 – величина напора насыщенного пара в жидкости.

Если на пути жидкости к насосу в точке, где давление минимально, кавитационный запас израсходуется на преодолении сопротивлений или на повышения скорости, то начинается кавитация. Жидкость в насосе закипает.

В поршневых насосах кавитация возможна в начале и конце хода поршня. В начале хода поршня кавитация возникает в начале всасывания, когда давление под поршнем минимально. Жидкость закипает, под поршнем образуется парогазовая каверна и происходит отрыв жидкости под поршнем. При дальнейшем ходе поршня, давление под поршнем будет увеличиваться, напор увеличивается, и, когда он станет больше напора насыщенного пара, пар сконденсируется, газы перейдут в растворенное состояние, каверна заполнится жидкостью и в цилиндре произойдет гидравлический удар.

При нагнетании – кавитация в конце нагнетания. В этом случае в связи с понижением давления в цилиндре, нагнетательный клапан закроется, а всасывающий – откроется, жидкость будет поступать через всасывающий клапан, напор будет увеличиваться и, когда он станет выше напора насыщенного пара, произойдет сильный гидравлический удар, который может быть причиной повреждения насоса. Давление гидравлического удара достигает нескольких десятков МПа. Гидравлический удар вызывает эрозионное разрушение поверхности цилиндра и поршня. Кавитация в центробежных насосах имеет особенность – она начинается там, где давление минимально, т.е. на тыльной стороне кромок лопастей вблизи входных кромок. Образующиеся каверны движутся к концам лопастей.

Когда напор станет выше напора насыщенного пара, произойдет гидравлический удар и эрозионное разрушение поверхности лопастей.

Различают три стадии кавитации:

· Начальная – сопровождается микрогидравлическими ударами, т.к. размер каверн небольшой.

· Развитая – сопровождается распределением кавитации на значительную часть сечения потока жидкости и сопровождается сильными гидравлическими ударами.

· Супер кавитация – распространяется на большую часть сечения потока, что приводит к срыву всасывания и прекращению подачи.

Признаки кавитации:

· Гидравлические удары в насосе.

· Колебания давления всасывания и нагнетания.

· В поршневых насосах – сильные гидравлические удары.

Методы предупреждения: в процессе технической эксплуатации не следует допускать понижения давления и повышение температуры жидкости.

Кавитацией называется нарушение сплошности потока жидкости, обусловленное появлением в ней пузырьков или полостей, заполненных паром или газом. Кавитация возникает при понижении давления, в результате чего жидкость закипает или из нее выделяется растворенный газ. Обычно эти процессы происходят одновременно. В потоке жидкости такое падение давления происходит в области повышенных скоростей.

Давление, при котором возникает кавитация, зависит от физических свойств жидкости. На практике жидкость быстро проходит через область пониженного давления и газ не успевает выделиться. В таком случае наблюдается паровая кавитация. Последствием кавитации являются следующие явления:

1.Разрушение – эрозия стенок канала. Если конденсация пузырька происходит на стенке канала или вблизи её, то происходит разрушение поверхности – выщербливание материала стенок канала,называемое кавитационоей эрозией. Кавитационная эрозия является наиболее опасным следствием кавитации.

2. Появление шума, треска, ударов и вибрации установки вследствие колебаний жидкости, которые вызваны замыканием полостей, заполненных паром.

3. Уменьшение подачи , напора, мощности и КПД насоса. В лопастных насосах паровая кавитация возникает на тыльных сторонах лопастей вблизи входных кромок, где вследствие местного увеличения скорости потока давление минимально. Давление жидкости на тыльной стороне у входной кромки лопасти зависит от давления во всасывающем патрубке насоса, гидравлических потерь в подводе и местной скорости жидкости.

Давление у входа в насос и в рабочее колесо тем меньше, чем больше высота всасывания и гидравлическое сопротивление во всасывающем трубопроводе и чем меньше давление в опорожниваемом баке. При достаточно больших высоте всасывания и сопротивлении всасывающего трубопровода или при очень малом давлении в опорожниваемом баке давление у входа в рабочее колесо становится настолько малым, что возникает кавитация. Кавитация ограничивает высоту всасывания насоса. Значение, на которое полный напор жидкости во входном патрубке насоса превышает напор, соответствующий давлению её насыщенных паров, называется кавитационным запасом.

,

1 – полный гидродинамический напор при входе в насос.

2 – величина напора насыщенного пара в жидкости.

В поршневых насосах кавитация возможна в начале и конце хода поршня. В начале хода поршня кавитация возникает в начале всасывания, когда давление под поршнем минимально. Жидкость закипает, под поршнем образуется парогазовая каверна и происходит отрыв жидкости под поршнем. При дальнейшем ходе поршня, давление под поршнем будет увеличиваться, напор увеличивается, и, когда он станет больше напора насыщенного пара, пар сконденсируется, газы перейдут в растворенное состояние, каверна заполнится жидкостью и в цилиндре произойдет гидравлический удар.

При нагнетании – кавитация в конце нагнетания. В этом случае в связи с понижением давления в цилиндре, нагнетательный клапан закроется, а всасывающий – откроется, жидкость будет поступать через всасывающий клапан, напор будет увеличиваться и, когда он станет выше напора насыщенного пара, произойдет сильный гидравлический удар, который может быть причиной повреждения насоса. Давление гидравлического удара достигает нескольких десятков МПа. Гидравлический удар вызывает эрозионное разрушение поверхности цилиндра и поршня. Кавитация в центробежных насосах имеет особенность – она начинается там, где давление минимально, т.е. на тыльной стороне кромок лопастей вблизи входных кромок. Образующиеся каверны движутся к концам лопастей.

Когда напор станет выше напора насыщенного пара, произойдет гидравлический удар и эрозионное разрушение поверхности лопастей.

 

 


Поделиться:

Дата добавления: 2015-04-21; просмотров: 226; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.007 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты