Kavitatsioon on kahjulik seisund, mida sageli esineb tsentrifugaalpumbaseadmetes. Kavitatsioon võib vähendada pumba efektiivsust, põhjustada vibratsiooni ja müra ning tõsiselt kahjustada pumba tiivikut, pumba korpust, võlli ja muid sisemisi osi. Kavitatsioon tekib siis, kui vedeliku rõhk pumbas langeb alla aurustumisrõhu, põhjustades aurumullide moodustumist madalrõhu piirkonnas. Need aurumullid varisevad kokku või "plahvatavad" tugevalt, kui nad sisenevad kõrgsurvepiirkonda. See võib põhjustada pumba sees mehaanilisi kahjustusi, tekitada nõrku kohti, mis on vastuvõtlikud erosioonile ja korrosioonile, ning halvendada pumba jõudlust.

Kavitatsiooni leevendamise strateegiate mõistmine ja rakendamine on kriitilise tähtsusega, et säilitada seadme töö terviklikkus ja kasutusiga. jagatud korpusega pumbad .

Kavitatsiooni tüübid pumpades

Pumba kavitatsiooni vähendamiseks või vältimiseks on oluline mõista erinevaid kavitatsiooni tüüpe, mis võivad tekkida. Need tüübid hõlmavad järgmist:

1.Aurustumise kavitatsioon. Tuntud ka kui "klassikaline kavitatsioon" või "saadaoleva positiivse imemispea (NPSHa) kavitatsioon", on see kõige levinum kavitatsiooni tüüp. Poolitatud korpus pumbad suurendavad vedeliku kiirust, kui see läbib tiiviku imemisava. Kiiruse suurenemine võrdub vedeliku rõhu langusega. Rõhu alandamine võib põhjustada osa vedelikust keema (aurustumist) ja aurumullide moodustumist, mis kõrgsurvepiirkonda jõudes ägedalt kokku varisevad ja tekitavad pisikesi lööklaineid.

2. Turbulentne kavitatsioon. Torusüsteemi komponendid, nagu põlved, ventiilid, filtrid jne, ei pruugi pumbatava vedeliku koguse või olemusega sobida, mis võib kogu vedelikus põhjustada pööriseid, turbulentsi ja rõhuerinevusi. Kui need nähtused ilmnevad pumba sisselaskeava juures, võivad need pumba sisemust otseselt kahjustada või põhjustada vedeliku aurustumist.

3. Blade sündroomi kavitatsioon. Seda tüüpi kavitatsioon, mida tuntakse ka kui "laba läbimise sündroomi", tekib siis, kui tiiviku läbimõõt on liiga suur või pumba korpuse sisemine kate on liiga paks / pumba korpuse siseläbimõõt on liiga väike. Kumbki neist tingimustest või mõlemad vähendavad pumba korpuses olevat ruumi (vahet) allapoole vastuvõetavat taset. Kliirensi vähenemine pumba korpuses põhjustab vedeliku voolukiiruse suurenemist, mille tulemuseks on rõhu langus. Rõhu vähendamine võib põhjustada vedeliku aurustumist, tekitades kavitatsioonimulle.

4.Sisemine retsirkulatsiooni kavitatsioon. Kui keskelt jaotatud pump ei suuda vedelikku vajaliku voolukiirusega välja lasta, põhjustab see osa vedelikust või kogu vedelikust tiiviku ümber ringlemise. Tsirkuleeriv vedelik läbib madala ja kõrge rõhuga alasid, mis tekitab soojust, suurt kiirust ja moodustab aurustumismulle. Sisemise retsirkulatsiooni tavaline põhjus on pumba töötamine suletud pumba väljalaskeklapiga (või väikese voolukiirusega).

5. Õhu kaasahaarav kavitatsioon. Õhku võib pumpa tõmmata läbi rikkis ventiili või lahtise liitmiku. Kui pumba sees on, liigub õhk koos vedelikuga. Vedeliku ja õhu liikumisel võivad tekkida mullid, mis pumba tiiviku suurenenud rõhuga kokkupuutel "plahvatavad".

Kavitatsiooni soodustavad tegurid – NPSH, NPSHa ja NPSHr

NPSH on põhitegur kavitatsiooni ärahoidmisel jagatud korpusega pumpades. NPSH on erinevus tegeliku imemisrõhu ja vedeliku aururõhu vahel, mõõdetuna pumba sisselaskeava juures. NPSH väärtused peavad olema kõrged, et vältida vedeliku aurustumist pumba sees.

NPSHa on tegelik NPSH pumba töötingimustes. Vajalik positiivne netoimemiskõrgus (NPSHr) on minimaalne NPSH, mille pumba tootja on määranud kavitatsiooni vältimiseks. NPSHa on pumba imitorustiku, paigaldus- ja töödetailide funktsioon. NPSHr on pumba konstruktsiooni funktsioon ja selle väärtus määratakse pumba testimise teel. NPSHr esindab saadaolevat tõstekõrgust katsetingimustes ja seda mõõdetakse tavaliselt 3% pumba kõrguse (või mitmeastmeliste pumpade esimese astme tiiviku pea) langusena, et tuvastada kavitatsiooni. Kavitatsiooni vältimiseks peaks NPSHa alati olema suurem kui NPSHr.

Kavitatsiooni vähendamise strateegiad – NPSHa suurendamine kavitatsiooni ärahoidmiseks

Kavitatsiooni vältimiseks on oluline tagada, et NPSHa on suurem kui NPSHr. Seda on võimalik saavutada järgmiselt:

1. Poolitatud korpusega pumba kõrguse langetamine imimahuti/vanni suhtes. Vedeliku taset imemismahutis/summutis saab tõsta või pumba paigaldada madalamale. See suurendab NPHa pumba sisselaskeava juures.

2. Suurendage imitoru läbimõõtu. See vähendab vedeliku kiirust konstantsel voolukiirusel, vähendades seeläbi imemispea kadusid torustikus ja liitmikes.

2. Vähendage liitmike peakadusid. Vähendage pumba imitoru liigendite arvu. Kasutage liitmikke, nagu pika raadiusega põlved, täisavaga ventiilid ja koonilised reduktorid, et vähendada liitmike tõttu tekkinud imemispea kadusid.

3. Kui vähegi võimalik, vältige pumba imitorustikule ekraanide ja filtrite paigaldamist, kuna need põhjustavad sageli tsentrifugaalpumpades kavitatsiooni. Kui seda ei ole võimalik vältida, kontrollige ja puhastage regulaarselt pumba imitorustiku ekraane ja filtreid.

5. Jahutage pumbatavat vedelikku, et vähendada selle aururõhku.

Mõistke NPSH marginaali kavitatsiooni vältimiseks

NPSH marginaal on erinevus NPSHa ja NPSHr vahel. Suurem NPSH marginaal vähendab kavitatsiooni riski, kuna see tagab ohutusteguri, mis takistab NPSH langemist alla normaalse töötaseme kõikuvate töötingimuste tõttu. NPSH marginaali mõjutavad tegurid hõlmavad vedeliku omadusi, pumba kiirust ja imemistingimusi.

Pumba minimaalse vooluhulga säilitamine

Kavitatsiooni vähendamiseks on ülioluline tagada, et tsentrifugaalpump töötaks üle määratud minimaalse voolu. Jagatud korpusega pumba kasutamine allpool selle optimaalset vooluvahemikku (lubatud tööpiirkond) suurendab tõenäosust, et tekib madalrõhuala, mis võib esile kutsuda kavitatsiooni.

Tööratta konstruktsiooni kaalutlused kavitatsiooni vähendamiseks

Tööratta konstruktsioon mängib olulist rolli selles, kas tsentrifugaalpumbal on kalduvus kavitatsioonile. Suuremad, vähemate labadega tiivikud tagavad tavaliselt väiksema vedeliku kiirenduse, mis vähendab kavitatsiooni ohtu. Lisaks aitavad suurema sisselaske läbimõõduga tiivikud või kitsenevad labad vedeliku voolu sujuvamalt juhtida, minimeerides turbulentsi ja mullide teket. Kavitatsioonikahjustustele vastupidavate materjalide kasutamine võib pikendada tiiviku ja pumba eluiga.

Kavitatsioonivastaste seadmete kasutamine

Kavitatsioonivastased seadmed, nagu voolu reguleerimise tarvikud või kavitatsiooni summutavad vooderdised, on kavitatsiooni leevendamisel tõhusad. Need seadmed töötavad, kontrollides vedeliku dünaamikat tiiviku ümber, tagades ühtlasema voolu ning vähendades turbulentsi ja madalrõhualasid, mis põhjustavad kavitatsiooni.

Pumba õige suuruse tähtsus kavitatsiooni ennetamisel

Õige pumba tüübi valimine ja konkreetse rakenduse jaoks õige suuruse määramine on kavitatsiooni vältimiseks ülioluline. Liiga suur pump ei pruugi väiksemate vooluhulkade korral nii tõhusalt töötada, mille tulemuseks on suurenenud kavitatsiooni oht, samas kui alamõõduline pump peab voolunõuete täitmiseks rohkem tööd tegema, mis suurendab ka kavitatsiooni tõenäosust. Pumba õige valik hõlmab maksimaalse, normaalse ja minimaalse vooluhulga nõuete, vedeliku omaduste ja süsteemi paigutuse üksikasjalikku analüüsi, et tagada pumba töö kindlaksmääratud töövahemikus. Täpne suurus hoiab ära kavitatsiooni ning suurendab pumba efektiivsust ja töökindlust kogu selle elutsükli jooksul.