Кавитация насоса: теория и расчет
Обзор явления кавитации
Давление испарения жидкости — это давление испарения жидкости (давление насыщенного пара). Давление испарения жидкости связано с температурой. Чем выше температура, тем больше давление испарения. Давление испарения чистой воды при комнатной температуре 20℃ составляет 233,8 Па. В то время как давление испарения воды при 100℃ составляет 101296 Па. Следовательно, чистая вода при комнатной температуре (20℃) начинает испаряться, когда давление падает до 233,8 Па.
Когда давление жидкости снижается до давления испарения при определенной температуре, жидкость будет производить пузырьки, что называется кавитацией. Однако пар в пузырьке на самом деле не полностью пар, а содержит также газ (в основном воздух) в форме растворения или зародыша.
Когда пузырьки, образующиеся при кавитации, попадают в зону высокого давления, их объем уменьшается и даже лопается. Это явление исчезновения пузырьков в жидкости из-за повышения давления называется кавитационным коллапсом.
Явление кавитации в насосе
При работе насоса, если локальная область его переливной части (обычно где-то за входным отверстием лопасти рабочего колеса). По какой-то причине, когда абсолютное давление перекачиваемой жидкости падает до давления испарения при текущей температуре, жидкость начинает там испаряться, образуя пар и образуя пузырьки. Эти пузырьки текут вперед вместе с жидкостью, и когда они достигают определенного высокого давления, высокое давление жидкости вокруг пузырьков заставляет пузырьки резко сжиматься и даже лопаться. Когда пузырек лопается, частицы жидкости будут заполнять полость с большой скоростью и сталкиваться друг с другом, образуя гидравлический удар. Это явление вызовет коррозионное повреждение компонентов перегрузки по току, когда оно происходит на твердой стенке.
Этот процесс представляет собой процесс кавитации насоса.
Влияние кавитации насоса
Создавать шум и вибрацию
Коррозионное повреждение компонентов, подверженных перегрузкам по току
Снижение производительности
Основное уравнение кавитации насоса
Допуск кавитации насоса NPSHr также называется необходимым допуском кавитации, и его называют необходимым чистым положительным напором.
NPSHa-Допуск на кавитацию устройства также называется эффективным допуском на кавитацию, который обеспечивается всасывающим устройством. Чем больше NPSHA, тем меньше вероятность кавитации насоса. NPSHa уменьшается с увеличением трафика.
Соотношение между NPSHa и NPSHr при изменении расхода
Метод расчета кавитации устройства
hg=P с /ρг-ч с -П в /ρg-[NPSH]
[NPSH]-Допустимый допуск на кавитацию
[NPSH] = (1,1 ~ 1,5) NPSHr
Если расход большой, берите большое значение, а если расход маленький, берите малое значение.