Кавитация в насосах

5
Последствия кавитации:

1. 
   При развитой кавитации возрастают гидравлические потери, что приводит к снижению КПД, напора и подачи.
   
2. 
   Кавитация вызывает резкий шум и создаются повышенные вибрации
   
3. 
   Кавитационный износ (эрозия) поверхностей деталей насоса
   

6

Противокавитационные мероприятия

1. Меры по предупреждению кавитации

а) назначение оптимальной высоты всасывания

б) повышение кавитационных характеристик насоса. в) оптимальный режим эксплуатации насосов

2. 
   Меры снижения вредного воздействия кавитации а) применение износостойких материалов
   

б) применение полимерных материалов для защиты деталей насосов.

7

1. 
   Меры по предупреждению кавитации
   

назначение оптимальной высоты всасывания

повышение кавитационных характеристик насоса.

оптимальный режим эксплуатации насосов

8










9



условия бескавитационной работы насоса

P _ai 
^P п . ж .
- условие бескавитационной работы насоса: кавитация не будет возникать, если во всех точках проточного тракта давление Р_аi не будет выше давления насыщенного
водяного пара.

H_в≤ H ^доп -- вторая форма условия отсутствия кавитации в насосе:

h 

в


^hдоп
кавитации в насосе не будет, если вакуумметрическая высота всасывания не превышает допустимого значения.
- третья форма записи условия отсутствия кавитации в насосе: фактический кавитационный запас должен быть ₁₀ больше допустимого

Расчетные формулы

_V 2

Н _В 
Н _S  ¹ 
^h вс
вакуумметрическая высота всасывания

2 g
доп ^{V 2}

H _S  H _В
 1 _
2 g
^hвс
допустимая геометрическая высота всасывания

доп ^{V 2}
Р P
формула с учетом отметки установки и

H _S  H _В
 1 _
2 g
^hвс
_ атм
g
_ п.ж



температуры жидкости

^ P V ^{2 } P
кавитационный запас – избыток абсолютной

 h 
_ a 1



_ 1 _{ }
п . ж .
удельной энергии жидкости во входном

_ g 2 g _  g
патрубке насоса над удельной энергией давления насыщенных паров.

 h 
^Pатм
 g

• 
  H _S
  
• 
  h_вс
  
• 
  P_п
  

 g

Н _S 
^Pатм
g


  h
доп

• 
  h_вс
  
• 
  ^Pп . ж .
  

g
общий вид формулы учитывающий и атмосферное давление и температуру, и свойства перекачиваемой жидкости

 _n ²

^hдоп1


^hкр1
 h_{доп 2} ^{ 1 
 n}2 ^
 n ^{ 2} Н
Формула пересчета показателей кавитации при изменении частоты вращения насоса

 _{ } 1 _{ } 1
^hкр 2 ^{ n}2 ^{ Н} 2
h_кр  kH

n  3 .65 ^{n Q}

Коэффициент быстроходности

^S _H 3 4
n Q

 C 
(h_кр
/ 10 )^{3 4}
Кавитационный коэффициент быстроходности

Выводы

• 
  С проблемами кавитации сталкиваются при рассмотрении широкого круга вопросов связанных с течениями жидкостей – от исследования тока крови в сосудах до проектирования турбин, насосов и корабельных винтов. Её возникновение зависит от физических свойств жидкости и параметров (давление, температура, скорость). В технике кавитация приводит к значительному снижению эффективности машин и к их эрозии, а кавитация в крови может вызвать заболевания сердца и артерий.
  
• 
  Кавитацией называют переход локальных объемов жидкости в парогазовое состояние и обратно в результате резких колебаний местных давлений жидкости.
  
• 
  Борьба с кавитацией в насосах и других гидравлических машинах имеет большое значение, так как кавитация приводит к быстрому разрушению элементов проточной части и снижению их надежности.
  
• 
  Основным средством предупреждения кавитации, обеспечивающим надежную работу насоса, является поддержание достаточного избыточного давления на входе в насос над давлением парообразования (Рв > Рп), то есть соблюдение такой высоты всасывания насоса, при которой кавитация не возникает.
  
• 
  Для изучения кавитационных качеств насоса производят его кавитационные испытания, в результате которых для каждого режима работы насоса получают кавитационную характеристику и определяют критический кав. запас.
  

Список литературы

1. 
   Г.И. Кривченко. Гидравлические машины. М. 1983 г. 283 с.
   
2. 
   Рычагов, А.А. Третьяков, М.М. Флоринский. Проектирование насосных станций и испытание насосных установок. Изд. «Колос», М., 1971,320 с.
   
3. 
   В.А. Васильев Гидравлические машины. Москва, 1988 г. 172 с.
   
4. 
   Г.М. Башта и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы.М., 1982 г.346 с.
   
5. 
   Пирсол И. Кавитация. М.Мир.1975. – 92 с.
   
6. 
   В.Я. Карелин. Насосы и насосные станции для водоснабжения и орошения. М.Строииздат. 1966 г. - 235 с.
   
7. 
   Лабораторный курс гидравлики, насосов, и гидропередач/ под ред. С.С. Руднева и Л.Г. Подвидза. М. Машиностроение, 1974. – 416 с.
   

14