Kavitation er skaðlegt ástand sem kemur oft fyrir í miðflótta dælueiningum. Kavitation getur dregið úr skilvirkni dælunnar, valdið titringi og hávaða og leitt til alvarlegra skemmda á hjóli dælunnar, dæluhúsi, skafti og öðrum innri hlutum. Kavitation á sér stað þegar þrýstingur vökvans í dælunni fer niður fyrir uppgufunarþrýstinginn, sem veldur því að gufubólur myndast á lágþrýstingssvæðinu. Þessar gufubólur hrynja saman eða „springa“ kröftuglega þegar þær fara inn á háþrýstisvæðið. Þetta getur valdið vélrænni skemmdum inni í dælunni, búið til veika punkta sem eru viðkvæmir fyrir veðrun og tæringu og skert afköst dælunnar.

Skilningur og innleiðing á aðferðum til að draga úr kavitation er mikilvægt til að viðhalda rekstrarheilleika og endingartíma klofnar hlífðardælur .

Tegundir kavitation í dælum

Til að draga úr eða koma í veg fyrir kavitation í dælu er mikilvægt að skilja þær mismunandi gerðir af hola sem geta átt sér stað. Þessar tegundir innihalda:

1.Vaporization cavitation. Einnig þekkt sem „klassískt kavitation“ eða „net jákvætt soghaus tiltækt (NPSHa) kavitation,“ þetta er algengasta tegundin af kavitation. Klofið hlíf dælur auka hraða vökvans þegar hann fer í gegnum sogholið á hjólinu. Hraðaaukningin jafngildir lækkun á vökvaþrýstingi. Þrýstingalækkunin getur valdið því að eitthvað af vökvanum sjóði (gufi upp) og myndar gufubólur sem munu hrynja kröftuglega saman og mynda örsmáar höggbylgjur þegar þær ná háþrýstisvæðinu.

2. Turbulent cavitation. Íhlutir eins og olnbogar, lokar, síur o.s.frv. í lagnakerfinu henta hugsanlega ekki fyrir magn eða eðli hins dælda vökva, sem getur valdið hvirfli, ókyrrð og þrýstingsmun í vökvanum. Þegar þessi fyrirbæri eiga sér stað við inntak dælunnar geta þau beinlínis veðrað inni í dælunni eða valdið því að vökvinn gufar upp.

3. Blade syndrome cavitation. Einnig þekkt sem „blade pass syndrome“, þessi tegund af kavitation á sér stað þegar þvermál hjólsins er of stórt eða innri húðun dæluhússins er of þykk/innra þvermál dæluhússins er of lítið. Annaðhvort eða báðar þessar aðstæður munu minnka plássið (rýmið) innan dæluhússins niður fyrir viðunandi mörk. Minnkun á úthreinsun innan dæluhússins veldur því að vökvaflæðishraðinn eykst, sem leiðir til lækkunar á þrýstingi. Þrýstiminnkunin getur valdið því að vökvinn gufar upp og myndar holrúmbólur.

4.Innri hringrás cavitation. Þegar miðskipt dæla getur ekki losað vökva með tilskildum flæðishraða veldur það því að hluti eða allur vökvinn rennur í hringrás um hjólið. Endurhringvökvi fer í gegnum lág- og háþrýstingssvæði, sem myndar hita, mikinn hraða og myndar uppgufunarbólur. Algeng orsök innri endurrásar er að keyra dæluna með dæluúttaksventil lokaðan (eða á lágu flæði).

5. Kavitation í lofti. Hægt er að draga loft inn í dæluna í gegnum bilaðan loka eða lausa festingu. Þegar komið er inn í dæluna hreyfist loftið með vökvanum. Hreyfing vökvans og lofts getur myndað loftbólur sem „sprungið“ þegar þær verða fyrir auknum þrýstingi dæluhjólsins.

Þættir sem stuðla að kavitation - NPSH, NPSHa og NPSHr

NPSH er lykilatriði til að koma í veg fyrir kavitation í klofnum hylkisdælum. NPSH er munurinn á raunverulegum sogþrýstingi og gufuþrýstingi vökvans, mældur við dæluinntakið. NPSH gildi verða að vera há til að koma í veg fyrir að vökvinn gufi upp í dælunni.

NPSHa er raunverulegt NPSH við rekstrarskilyrði dælunnar. Nettó jákvætt soghaus sem krafist er (NPSHr) er lágmarks NPSH sem framleiðandi dælunnar tilgreinir til að forðast kavitation. NPSHa er fall af soglögnum, uppsetningu og notkunarupplýsingum dælunnar. NPSHr er fall af dæluhönnun og gildi þess er ákvarðað með dæluprófun. NPSHr táknar tiltæka lofthæð við prófunaraðstæður og er venjulega mældur sem 3% lækkun á dæluhaus (eða fyrsta þrepa hjólhöfuð fyrir fjölþrepa dælur) til að greina kavitation. NPSHa ætti alltaf að vera stærra en NPSHr til að forðast kavitation.

Aðferðir til að draga úr kavitation - Auka NPSHa til að koma í veg fyrir kavitation

Að tryggja að NPSHa sé meiri en NPSHr er mikilvægt til að forðast kavitation. Þetta er hægt að ná með því að:

1. Að lækka hæð klofnuðu hlífðardælunnar miðað við soggeyminn/botninn. Hægt er að auka vökvamagnið í soggeyminum/botninum eða setja dæluna neðar. Þetta mun auka NPSHa við dæluinntakið.

2. Auktu þvermál sogrörsins. Þetta mun draga úr hraða vökvans við stöðugan flæðishraða og draga þannig úr soghaustapi í leiðslum og festingum.

2. Minnka höfuðtap í innréttingum. Fækkaðu liðafjölda í soglínu dælunnar. Notaðu festingar eins og olnboga með langa radíus, lokar með fullri holu og mjókkandi skerðingartæki til að draga úr soghaustapi vegna festinga.

3. Forðastu að setja skjái og síur á dælusogsleiðsluna þegar mögulegt er, þar sem þær valda oft holrými í miðflóttadælum. Ef ekki er hægt að komast hjá þessu skal ganga úr skugga um að síur og síur á soglínu dælunnar séu reglulega skoðaðar og hreinsaðar.

5. Kældu dælda vökvann til að draga úr gufuþrýstingi hans.

Skildu NPSH framlegð til að koma í veg fyrir kavitation

NPSH framlegð er munurinn á NPSHa og NPSHr. Stærri NPSH framlegð dregur úr hættu á kavitation vegna þess að það veitir öryggisþátt til að koma í veg fyrir að NPSHa fari niður fyrir eðlileg rekstrarmörk vegna sveiflukenndra rekstrarskilyrða. Þættir sem hafa áhrif á NPSH framlegð eru vökvaeiginleikar, dæluhraði og sogskilyrði.

Viðhalda lágmarksflæði dælunnar

Að tryggja að miðflóttadæla sé í gangi yfir tilgreindu lágmarksflæði er mikilvægt til að draga úr kavitation. Með því að nota klofna dælu undir ákjósanlegu flæðisviði þess (leyfilegt vinnusvæði) eykur það líkurnar á því að búa til lágþrýstingssvæði sem getur framkallað kavitation.

Athugasemdir við hönnun hjólhjóla til að draga úr kavitation

Hönnun hjólsins gegnir mikilvægu hlutverki í því hvort miðflóttadæla er viðkvæm fyrir kavitation. Stærri hjól með færri blöð hafa tilhneigingu til að veita minni vökvahröðun, sem dregur úr hættu á kavitation. Að auki hjálpa hjól með stærra inntaksþvermáli eða mjókkuðum blöðum að stjórna flæði vökva á auðveldari hátt, sem lágmarkar ókyrrð og bólumyndun. Með því að nota efni sem standast kavitaskemmdir getur það lengt endingu hjólsins og dælunnar.

Notkun búnaðar gegn kavitation

Tæki gegn kavitation, eins og fylgihluti fyrir flæðiskælingu eða kavitabælingarfóður, eru áhrifarík til að draga úr kavitation. Þessi tæki vinna með því að stjórna vökvavirkninni í kringum hjólið, veita stöðugara flæði og draga úr ókyrrð og lágþrýstingssvæðum sem valda kavitation.

Mikilvægi réttrar stærðar dælunnar til að koma í veg fyrir kavitation

Að velja rétta dælugerð og tilgreina rétta stærð fyrir tiltekna notkun er mikilvægt til að koma í veg fyrir kavitation. Ofstór dæla virkar kannski ekki eins vel við lægra rennsli, sem leiðir til aukinnar hættu á kavitation, á meðan undirstærð dæla gæti þurft að leggja meira á sig til að uppfylla flæðiskröfur, sem einnig eykur líkur á kavitation. Rétt val á dælu felur í sér nákvæma greiningu á hámarks-, eðlilegum og lágmarksflæðiskröfum, vökvaeiginleikum og kerfisskipulagi til að tryggja að dælan virki innan tilgreinds rekstrarsviðs. Nákvæm stærð kemur í veg fyrir kavitation og eykur skilvirkni og áreiðanleika dælunnar allan lífsferil hennar.