캐비테이션은 원심 펌핑 장치에서 종종 발생하는 해로운 상태입니다. 캐비테이션은 펌프 효율을 떨어뜨리고 진동과 소음을 발생시키며 펌프 임펠러, 펌프 하우징, 샤프트 및 기타 내부 부품에 심각한 손상을 줄 수 있습니다. 캐비테이션은 펌프의 유체 압력이 증발 압력 아래로 떨어져 저압 영역에 증기 기포가 형성될 때 발생합니다. 이러한 증기 기포는 고압 영역에 들어가면 격렬하게 붕괴되거나 "폭발"합니다. 이로 인해 펌프 내부에 기계적 손상이 발생하고 침식 및 부식에 취약한 약점이 생기고 펌프 성능이 저하될 수 있습니다.

캐비테이션을 완화하기 위한 전략을 이해하고 구현하는 것은 운영 무결성과 서비스 수명을 유지하는 데 중요합니다. 분할 케이싱 펌프 .

펌프의 캐비테이션 유형

펌프의 캐비테이션을 줄이거나 방지하려면 발생할 수 있는 다양한 유형의 캐비테이션을 이해하는 것이 중요합니다. 이러한 유형에는 다음이 포함됩니다.

1. 증발 캐비테이션. "고전적 캐비테이션" 또는 "순 양성 흡입 헤드 가용(NPSHa) 캐비테이션"이라고도 알려진 이것은 가장 흔한 유형의 캐비테이션입니다. 분할 케이싱 펌프는 임펠러 흡입구를 통과할 때 유체의 속도를 증가시킵니다. 속도의 증가는 유체 압력의 감소와 동일합니다. 압력 감소로 인해 일부 유체가 끓고(증발) 증기 거품이 형성될 수 있으며, 이는 격렬하게 붕괴되어 고압 영역에 도달하면 작은 충격파를 생성합니다.

2. 난류 캐비테이션. 배관 시스템의 엘보, 밸브, 필터 등의 구성 요소는 펌핑되는 액체의 양이나 특성에 적합하지 않을 수 있으며, 이는 액체 전체에 와류, 난류 및 압력 차이를 일으킬 수 있습니다. 이러한 현상이 펌프 입구에서 발생하면 펌프 내부를 직접 침식하거나 액체가 증발할 수 있습니다.

3. 블레이드 증후군 캐비테이션. "블레이드 패스 증후군"이라고도 알려진 이 유형의 캐비테이션은 임펠러 직경이 너무 크거나 펌프 하우징의 내부 코팅이 너무 두껍거나 펌프 하우징 내경이 너무 작을 때 발생합니다. 이러한 조건 중 하나 또는 둘 다 펌프 하우징 내의 공간(간격)을 허용 수준 이하로 줄입니다. 펌프 하우징 내의 간격이 감소하면 유체 유량이 증가하여 압력이 감소합니다. 압력 감소로 인해 유체가 증발하여 캐비테이션 버블이 생성될 수 있습니다.

4. 내부 재순환 캐비테이션. 센터 스플릿 펌프가 필요한 유량으로 유체를 배출할 수 없는 경우, 일부 또는 모든 유체가 임펠러 주변으로 재순환됩니다. 재순환 유체는 저압 및 고압 영역을 통과하여 열과 고속을 생성하고 증발 거품을 형성합니다. 내부 재순환의 일반적인 원인은 펌프 출구 밸브를 닫은(또는 낮은 유량으로) 펌프를 작동하는 것입니다.

5. 공기 유입 캐비테이션. 공기는 고장난 밸브나 느슨한 피팅을 통해 펌프로 유입될 수 있습니다. 펌프 내부로 들어가면 공기가 유체와 함께 이동합니다. 유체와 공기의 움직임은 펌프 임펠러의 증가된 압력에 노출되면 "폭발"하는 거품을 형성할 수 있습니다.

캐비테이션에 기여하는 요소 - NPSH, NPSHa 및 NPSHr

NPSH는 스플릿 케이싱 펌프에서 캐비테이션을 방지하는 데 중요한 요소입니다. NPSH는 펌프 입구에서 측정한 실제 흡입 압력과 유체의 증기압의 차이입니다. NPSH 값은 유체가 펌프 내에서 증발하는 것을 방지하기 위해 높아야 합니다.

NPSHa는 펌프 작동 조건에서 실제 NPSH입니다. 순 양성 흡입 헤드 필요(NPSHr)는 캐비테이션을 피하기 위해 펌프 제조업체가 지정한 최소 NPSH입니다. NPSHa는 펌프의 흡입 파이프, 설치 및 작동 세부 사항의 함수입니다. NPSHr은 펌프 설계의 함수이며 그 값은 펌프 테스트에 의해 결정됩니다. NPSHr은 테스트 조건에서 사용 가능한 헤드를 나타내며 일반적으로 캐비테이션을 감지하기 위해 펌프 헤드(또는 다단 펌프의 경우 3단계 임펠러 헤드)에서 XNUMX% 감소로 측정됩니다. 캐비테이션을 피하기 위해 NPSHa는 항상 NPSHr보다 커야 합니다.

캐비테이션 감소 전략 - 캐비테이션 방지를 위한 NPSHa 증가

NPSHa가 NPSHr보다 크도록 하는 것은 캐비테이션을 피하는 데 중요합니다. 이는 다음을 통해 달성할 수 있습니다.

1. 흡입 저장조/섬프에 비해 분할 케이싱 펌프의 높이를 낮춥니다. 흡입 저장조/섬프의 유체 수위를 높이거나 펌프를 더 낮게 장착할 수 있습니다. 이렇게 하면 펌프 입구에서 NPSHa가 증가합니다.

2. 흡입 파이프의 직경을 늘립니다. 이렇게 하면 일정한 유량에서 유체의 속도가 감소하여 파이프와 피팅의 흡입 헤드 손실이 줄어듭니다.

2. 피팅의 헤드 손실을 줄입니다. 펌프 흡입 라인의 조인트 수를 줄입니다. 긴 반경 엘보, 풀 보어 밸브, 테이퍼형 리듀서와 같은 피팅을 사용하여 피팅으로 인한 흡입 헤드 손실을 줄입니다.

3. 가능한 한 펌프 흡입 라인에 스크린과 필터를 설치하지 마십시오. 이는 종종 원심 펌프에서 캐비테이션을 일으키기 때문입니다. 이를 피할 수 없는 경우 펌프 흡입 라인의 스크린과 필터를 정기적으로 검사하고 청소하십시오.

5. 펌핑된 유체를 식혀서 증기압을 낮춥니다.

캐비테이션을 방지하기 위한 NPSH 마진 이해

NPSH 마진은 NPSHa와 NPSHr의 차이입니다. 더 큰 NPSH 마진은 변동하는 작동 조건으로 인해 NPSHa가 정상 작동 수준 아래로 떨어지는 것을 방지하는 안전 계수를 제공하므로 캐비테이션 위험을 줄입니다. NPSH 마진에 영향을 미치는 요인에는 유체 특성, 펌프 속도 및 흡입 조건이 있습니다.

최소 펌프 유량 유지

원심 펌프가 지정된 최소 유량 이상으로 작동하도록 하는 것은 캐비테이션을 줄이는 데 중요합니다. 스플릿 케이스 펌프를 최적 유량 범위(허용 작동 영역) 아래에서 작동하면 캐비테이션을 유발할 수 있는 저압 영역이 생성될 가능성이 커집니다.

캐비테이션을 줄이기 위한 임펠러 설계 고려 사항

임펠러의 설계는 원심 펌프가 캐비테이션에 취약한지 여부에 중요한 역할을 합니다. 블레이드가 적은 대형 임펠러는 유체 가속을 덜 제공하는 경향이 있어 캐비테이션 위험이 줄어듭니다. 또한, 입구 직경이 더 큰 임펠러나 테이퍼 블레이드는 유체 흐름을 보다 원활하게 관리하여 난류와 거품 형성을 최소화하는 데 도움이 됩니다. 캐비테이션 손상에 저항하는 재료를 사용하면 임펠러와 펌프의 수명을 연장할 수 있습니다.

안티 캐비테이션 장치 사용

유동 조절 액세서리나 캐비테이션 억제 라이너와 같은 캐비테이션 방지 장치는 캐비테이션을 완화하는 데 효과적입니다. 이러한 장치는 임펠러 주변의 유체 역학을 제어하여 더 안정적인 흐름을 제공하고 캐비테이션을 유발하는 난류 및 저압 영역을 줄임으로써 작동합니다.

캐비테이션 방지를 위한 적절한 펌프 크기의 중요성

캐비테이션을 방지하려면 적절한 펌프 유형을 선택하고 특정 응용 분야에 맞는 올바른 크기를 지정하는 것이 중요합니다. 대형 펌프는 유량이 낮을 때 효율적으로 작동하지 않아 캐비테이션 위험이 높아지는 반면, 소형 펌프는 유량 요구 사항을 충족하기 위해 더 열심히 작동해야 하므로 캐비테이션 가능성도 높아집니다. 적절한 펌프 선택에는 최대, 정상 및 최소 유량 요구 사항, 유체 특성 및 시스템 레이아웃에 대한 자세한 분석이 포함되어 펌프가 지정된 작동 범위 내에서 작동하도록 합니다. 정확한 크기는 캐비테이션을 방지하고 수명 주기 동안 펌프의 효율성과 안정성을 높입니다.