Mikä on kavitaatio?Kuinka parantaa anti-kavitaatiota?

 

• Mikä on kavitaatio?

Kavitaatio on haitallinen tila, jota esiintyy usein keskipakopumppuyksiköissä. Kavitaatio voi heikentää pumpun tehokkuutta, aiheuttaa tärinää ja melua ja johtaa vakaviin vaurioihin pumpun juoksupyörässä, pumpun pesässä, akselissa ja muissa sisäosissa. Kavitaatiota tapahtuu, kun pumpun nesteen paine laskee höyrystymispaineen alapuolelle, mikä aiheuttaa höyrykuplien muodostumista matalapaineisille alueille. Nämä höyrykuplat voivat rajusti romahtaa tai "räjähtää" tullessaan korkeapainealueelle. Tämä voi aiheuttaa mekaanisia vaurioita pumpun sisällä, luoda heikkoja kohtia, jotka ovat alttiita eroosiolle ja korroosiolle, ja heikentää pumpun suorituskykyä.

 

Kavitaation lieventämisstrategioiden ymmärtäminen ja toteuttaminen on keskeistä keskipakopumppujen toiminnan eheyden ja käyttöiän ylläpitämiseksi.

 

• Kavitaatiotyypit keskipakopumpuissa

 

1. Höyrystyskavitaatio.Tämä tunnetaan myös nimellä "klassinen kavitaatio" tai "käytettävissä oleva nettopositiivinen imupään (NPSHa) kavitaatio", tämä on yleisin kavitaatiotyyppi. Keskipakopumput lisäävät nesteen nopeutta sen kulkiessa juoksupyörän imureiän läpi. Nopeuden kasvu vastaa nesteen paineen laskua. Paineen alentaminen voi saada osan nesteestä kiehumaan (höyrystymään) ja muodostamaan höyrykuplia, jotka romahtavat rajusti ja tuottavat pieniä shokkiaaltoja saavuttaessaan korkeapaineisen alueen.

 

2. Turbulentti kavitaatio.Putkijärjestelmän osat, kuten kulmakappaleet, venttiilit ja suodattimet, eivät välttämättä sovellu pumpattavan nesteen määrään tai luonteeseen, mikä voi aiheuttaa pyörteitä, turbulenssia ja paine-eroja koko nesteeseen. Kun nämä ilmiöt ilmenevät pumpun tuloaukossa, ne voivat syövyttää pumpun sisäosia suoraan tai aiheuttaa nesteen höyrystymisen.

 

3. Blade syndrooma kavitaatio.Tämä kavitaatio, joka tunnetaan myös nimellä "siipikulkusyndrooma", esiintyy, kun juoksupyörän halkaisija on liian suuri tai pumpun kotelon sisäinen pinnoite on liian paksu / pumppukotelon sisähalkaisija on liian pieni. Jompikumpi tai molemmat näistä olosuhteista vähentävät tilan (välyksen) pumpun kotelon sisällä hyväksyttävän tason alapuolelle. Pumpun pesän sisällä olevan välyksen pieneneminen lisää nesteen nopeutta, mikä johtaa paineen laskuun. Paineen lasku voi aiheuttaa nesteen höyrystymisen, jolloin syntyy kavitaatiokuplia.

 

4. Sisäinen kierrätyskavitaatio.Kun pumppu ei pysty purkamaan nestettä vaaditulla virtausnopeudella, se saa osan tai kokonaan nesteestä kiertämään juoksupyörän ympärillä. Kierrätetty neste kulkee matalan ja korkean paineen alueiden läpi synnyttäen lämpöä, suurta nopeutta ja muodostaen höyrystymiskuplia. Sisäisen kierrätyksen yleinen syy on pumpun käyttäminen pumpun poistoventtiilin ollessa kiinni (tai alhaisella virtausnopeudella - Pump Salon Note 1).

 

5. Ilman sisääntunkeutumiskavitaatio.Ilmaa voidaan imeä pumppuun viallisen venttiilin tai löysän liittimen kautta. Pumpun sisällä ilma liikkuu nesteen mukana. Nesteen ja ilman liike voi muodostaa kuplia, jotka "räjähtävät" joutuessaan alttiiksi pumpun juoksupyörän kohonneelle paineelle.

 

• Mitkä ovat kavitaation vaarat?

 

1. Läpivirtauskomponenttien korroosio:

(1) Johtuen korkeataajuisesta (600 ~ 25000 HZ) iskusta, joka syntyy kuplien puhkeamisen yhteydessä, paine on jopa 49 Mpa, mikä aiheuttaa mekaanista eroosiota metallipinnalle.

 

(2) Koska lämpöä vapautuu höyrystymisen aikana ja hydrolyysi tapahtuu lämpötilaeron akun vaikutuksesta, muodostuva happi hapettaa metallin ja aiheuttaa kemiallista korroosiota.

 

2. Pumpun suorituskyky heikkenee:

Kun pumpun kavitaatio tapahtuu, siipipyörän energianvaihto häiriintyy ja tuhoutuu, ja ulkoiset ominaisuudet ilmenevät QH-, QP- ja Qn-käyrien heikkenemisenä. Vakavissa tapauksissa virtaus pumpussa keskeytyy eikä se toimi.

 

Pienillä ominaisnopeuksilla, koska siipien välinen virtauskanava on kapea ja pitkä, kun kavitaatio tapahtuu, kuplat täyttävät koko virtauskanavan ja suorituskykykäyrä putoaa äkillisesti.

 

Keskisuurilla ja suurilla ominaisnopeuksilla virtauskanava on lyhyt ja leveä, joten kuplien kehittyminen koko virtauskanavan täyttämiseen vaatii siirtymäprosessin. Vastaava suorituskykykäyrä alkaa laskea hitaasti ja laskee sitten jyrkästi, kun se nousee tiettyyn virtausnopeuteen.

 

• Toimenpiteet kavitaation ehkäisemiseksi

 

1. Toimenpiteet keskipakopumpun kavitaatiokyvyn parantamiseksi:

(1) Paranna rakennesuunnittelua pumpun imuportista juoksupyörään. Lisää virtausaluetta; lisää juoksupyörän kannen sisääntuloosan kaarevuussädettä nestevirtauksen nopean kiihtyvyyden ja painehäviön vähentämiseksi; pienennä sopivasti terän sisääntuloaukon paksuutta ja pyöristä terän sisääntuloaukkoa, jotta se on lähellä virtaviivaista muotoa, mikä voi myös vähentää virtauksen kiihtyvyyttä ja painehäviötä terän pään ympärillä; parantaa juoksupyörän ja lavan tuloaukon pinnan viimeistelyä vastushäviön vähentämiseksi; ojenna siiven sisääntuloreuna juoksupyörän sisääntuloon niin, että nestevirta saa työtä etukäteen ja lisää painetta.

 

(2) Etuinduktoria käytetään saamaan nestevirtaus toimimaan etukäteen etummaisessa induktorissa nesteen virtauspaineen lisäämiseksi.

 

(3) Kaksoisimujuoksupyörää käytettäessä nestevirtaus tulee juoksupyörään juoksupyörän molemmilta puolilta samanaikaisesti, jolloin tuloaukon poikkileikkaus kaksinkertaistuu ja tulovirtaus voidaan puolittaa.

 

(4) Suunniteltu työolosuhde ottaa käyttöön hieman suuremman positiivisen iskukulman terän sisääntulokulman lisäämiseksi, terän sisääntulon taipumisen vähentämiseksi, terän tukkeutumisen vähentämiseksi ja sisääntuloalueen lisäämiseksi; parantaa työolosuhteita suurella virtauksella vähentääksesi virtaushäviötä. Positiivinen hyökkäyskulma ei kuitenkaan saa olla liian suuri, muuten se vaikuttaa tehokkuuteen.

 

(5) Käytä kavitaatiota kestäviä materiaaleja. Käytäntö osoittaa, että mitä suurempi materiaalin lujuus, kovuus ja sitkeys on, sitä parempi on kemiallinen stabiilisuus ja sitä vahvempi kavitaatiota kestävä suorituskyky.

 

2. Toimenpiteet nesteen sisääntulolaitteen tehokkaan kavitaatiomarginaalin parantamiseksi:

(1) Nosta nestepinnan painetta nestevarastosäiliössä pumpun edessä lisätäksesi tehollista kavitaatiomarginaalia.

 

(2) Pienennä imulaitteen pumpun asennuskorkeutta.

 

(3) Vaihda ylöspäin suuntautuva imulaite käänteiseen kastelulaitteeseen.

 

(4) Vähennä virtaushäviötä putkilinjassa ennen pumppua, kuten lyhennä putkilinjaa niin paljon kuin mahdollista vaaditulla alueella, pienennä virtausnopeutta putkilinjassa, vähennä mutkien ja venttiilien lukumäärää ja lisää venttiilin aukkoa niin paljon kuin mahdollista.

 

(5) Alenna työväliaineen lämpötilaa pumpun tuloaukossa (kun kuljetusaine on lähellä kyllästyslämpötilaa).

 

Yllä olevia toimenpiteitä voidaan soveltaa asianmukaisesti kattavan analyysin jälkeen, joka perustuu pumpputyyppiin, materiaalivalintaan ja pumpun käyttöpaikan olosuhteisiin.