Кавитация в лопастных насосах.

Возникает там, где самое низкое давление. В насосах оно во входной части. Самое низкое давление у тыльной стороны лопасти сразу после входа потока на лопасть. Далее под силовым воздействием лопасти давление возрастает.

Составим уравнение Бернулли:

Р_в, Р₁ – средние абсолютные давления.

l - коэффициент неравномерности, показывает неравномерность распределения скорости по сечению I-I.\

- критический кавитационный запас.

Критический кавитационный запас – превышение полного напора воды над напором насыщенных паров жидкости, при котором в насосе возникает кавитация.

Dh_кр – зависит от размеров, формы проточной части насоса, подачи, частоты вращения.

Если в насосе нет кавитации, то можно записать:

Если весь кавитационный запас преобразуется в области пониженного давления в кинетическую энергию и израсходуется на преодоление потерь то давление понизится до давления насыщенных паров жидкости, и в насосе начнется кавитация.

Кавитация приводит к уменьшению напора, мощности, КПД, возникновению шума, вибрации, кавитационной эрозии, срыву работы насоса.

Получение Dh_кр экспериментальным путем.

Для изучения кавитации проводят испытания насоса при постоянных подаче и частоте вращения.

Для возникновения кавитации в насосе обычно прикрывают задвижку на всосе. Проводят три серии испытаний: Q_min, Q_opt, Q_max.

а) Dh_кр2

b) Dh_кр1

с) Dh_доп

d) H - Dh

1. работа допустима, кавитации гарантированно нет.

2. допустима кратковременная работа насоса, имеется скрытая, очаговая кавитация, могут разрушаться стенки.

3. недопустимая зона работы насоса.

Dh₁ – первый критический режим, начинается небольшое снижение напора и мощности.

Dh₂ – второй критический режим. В жидкости резко увеличивается содержание пара, что приводит к отрыву потока от лопасти, напор и мощность резко снижаются, происходит срыв работы насоса.

У многих тихоходных насосов первый критический режим не обнаруживается, ограничиваются вторым критическим режимом, который условно определяют по снижению напора на 2% от постоянного значения.

Для того чтобы кавитации не было из-за неточного учета всех факторов, назначают превышение кавитационного запаса над критическим. Обычно оно составляет от 15 до 35%.

В результате для каждой серии опытов получаем три значения Dh_доп. По этим значениям строится кривая Dh – Q. Dh – Q позволяет определить допустимую геометрическую высоту всасывания.

- геометрическая высота всасывания.

- приведенная высота всасывания.

- вакуумметрическая высота всасывания.

у_в – расстояние по вертикали от сои насоса до точки замера давления вакуумметром.

Вакуумметрическая высота всасывания.

Определяется по показаниям прибора вакуумметра, выраженное в метрах водного столба перекачиваемой жидкости и приведенной к оси насоса.

Если точка замера расположена на оси насоса, то у_в = 0, .

или .