Sadalītā korpusa sūkņa pamati – kavitācija
Kavitācija ir kaitīgs stāvoklis, kas bieži rodas centrbēdzes sūkņu iekārtās. Kavitācija var samazināt sūkņa efektivitāti, izraisīt vibrāciju un troksni, kā arī nopietni sabojāt sūkņa lāpstiņriteni, sūkņa korpusu, vārpstu un citas iekšējās daļas. Kavitācija rodas, kad šķidruma spiediens sūknī nokrītas zem iztvaikošanas spiediena, izraisot tvaika burbuļu veidošanos zemā spiediena zonā. Šie tvaika burbuļi, nonākot augsta spiediena zonā, spēcīgi sabrūk vai "uzsprāgst". Tas var izraisīt mehāniskus bojājumus sūkņa iekšpusē, izveidot vājus punktus, kas ir jutīgi pret eroziju un koroziju, un pasliktināt sūkņa veiktspēju.
Kavitācijas mazināšanas stratēģiju izpratne un ieviešana ir ļoti svarīga, lai saglabātu iekārtas darbības integritāti un kalpošanas laiku. sadalīta korpusa sūkņi .
Kavitācijas veidi sūkņos
Lai samazinātu vai novērstu kavitāciju sūknī, ir svarīgi saprast dažādus kavitācijas veidus, kas var rasties. Šie veidi ietver:
1.Iztvaikošanas kavitācija. Šis ir visizplatītākais kavitācijas veids, kas pazīstams arī kā "klasiskā kavitācija" vai "pieejamās pozitīvās sūkšanas galvas (NPSHa) kavitācija". Sadalīts korpuss sūkņi palielina šķidruma ātrumu, kad tas iet cauri lāpstiņriteņa sūkšanas atverei. Ātruma pieaugums ir līdzvērtīgs šķidruma spiediena samazinājumam. Spiediena samazināšana var izraisīt daļu šķidruma vārīšanās (iztvaikošanas) un tvaika burbuļu veidošanās, kas, sasniedzot augsta spiediena zonu, spēcīgi sabruks un radīs sīkus triecienviļņus.
2. Turbulentā kavitācija. Cauruļvadu sistēmas komponenti, piemēram, līkumi, vārsti, filtri utt., var nebūt piemēroti sūknējamā šķidruma daudzumam vai raksturam, kas var izraisīt virpuļus, turbulenci un spiediena atšķirības visā šķidrumā. Ja šīs parādības rodas pie sūkņa ieplūdes, tās var tieši sabojāt sūkņa iekšpusi vai izraisīt šķidruma iztvaikošanu.
3. Asmens sindroma kavitācija. Pazīstams arī kā "lāpstiņu caurlaides sindroms", šāda veida kavitācija rodas, ja lāpstiņriteņa diametrs ir pārāk liels vai sūkņa korpusa iekšējais pārklājums ir pārāk biezs/sūkņa korpusa iekšējais diametrs ir pārāk mazs. Jebkurš vai abi no šiem apstākļiem samazina telpu (klīrensu) sūkņa korpusā zem pieļaujamā līmeņa. Klīrensa samazināšanās sūkņa korpusā izraisa šķidruma plūsmas ātruma palielināšanos, kā rezultātā samazinās spiediens. Spiediena samazināšana var izraisīt šķidruma iztvaikošanu, radot kavitācijas burbuļus.
4.Iekšējā recirkulācijas kavitācija. Ja centrā sadalīts sūknis nespēj izvadīt šķidrumu ar nepieciešamo plūsmas ātrumu, tas izraisa šķidruma daļu vai visa tā recirkulāciju ap lāpstiņriteni. Recirkulācijas šķidrums iziet cauri zema un augsta spiediena zonām, kas rada siltumu, lielu ātrumu un veido iztvaikošanas burbuļus. Visbiežākais iekšējās recirkulācijas iemesls ir sūkņa darbināšana ar aizvērtu sūkņa izplūdes vārstu (vai ar mazu plūsmas ātrumu).
5. Gaisa ievilkšanas kavitācija. Gaiss var tikt iesūknēts sūknī caur bojātu vārstu vai vaļīgu stiprinājumu. Nokļūstot sūknī, gaiss pārvietojas kopā ar šķidrumu. Šķidruma un gaisa kustība var veidot burbuļus, kas "eksplodē", pakļaujoties sūkņa lāpstiņriteņa paaugstinātam spiedienam.
Faktori, kas veicina kavitāciju - NPSH, NPSHa un NPSHr
NPSH ir galvenais faktors kavitācijas novēršanā sadalītā korpusa sūkņos. NPSH ir starpība starp faktisko sūkšanas spiedienu un šķidruma tvaika spiedienu, ko mēra pie sūkņa ieplūdes. NPSH vērtībām jābūt augstām, lai novērstu šķidruma iztvaikošanu sūknī.
NPSHa ir faktiskais NPSH sūkņa darbības apstākļos. Nepieciešamā neto pozitīva sūkšanas augstums (NPSHr) ir sūkņa ražotāja norādītais minimālais NPSH, lai izvairītos no kavitācijas. NPSHa ir sūkņa iesūkšanas cauruļvadu, uzstādīšanas un darbības detaļu funkcija. NPSHr ir sūkņa konstrukcijas funkcija, un tā vērtību nosaka sūkņa testēšana. NPSHr apzīmē pieejamo augstumu testa apstākļos, un to parasti mēra kā 3% kritumu sūkņa augstumā (vai pirmās pakāpes lāpstiņriteņa galvas daudzpakāpju sūkņiem), lai noteiktu kavitāciju. NPSHa vienmēr jābūt lielākam par NPSHr, lai izvairītos no kavitācijas.
Kavitācijas samazināšanas stratēģijas — palieliniet NPSHa, lai novērstu kavitāciju
Lai izvairītos no kavitācijas, ir svarīgi nodrošināt, lai NPSHa ir lielāks par NPSHr. To var panākt, izmantojot:
1. Sadalītā korpusa sūkņa augstuma nolaišana attiecībā pret iesūkšanas rezervuāru/tvertni. Šķidruma līmeni iesūkšanas rezervuārā/tvertnē var palielināt vai sūkni var uzstādīt zemāk. Tas palielinās NPHa pie sūkņa ieplūdes.
2. Palieliniet iesūkšanas caurules diametru. Tas samazinās šķidruma ātrumu pie nemainīga plūsmas ātruma, tādējādi samazinot sūkšanas galvas zudumus cauruļvados un veidgabalos.
2. Samaziniet galvas zudumus veidgabalos. Samaziniet savienojumu skaitu sūkņa iesūkšanas līnijā. Izmantojiet veidgabalus, piemēram, garus rādiusa līkumus, pilna urbuma vārstus un konusveida reduktorus, lai palīdzētu samazināt armatūras radītos sūkšanas galvas zudumus.
3. Kad vien iespējams, izvairieties no sietu un filtru uzstādīšanas sūkņa iesūkšanas līnijā, jo tie bieži izraisa kavitāciju centrbēdzes sūkņos. Ja no tā nevar izvairīties, regulāri pārbaudiet un tīriet sūkņa sūkšanas līnijas sietus un filtrus.
5. Atdzesējiet sūknēto šķidrumu, lai samazinātu tā tvaika spiedienu.
Izprotiet NPSH robežu, lai novērstu kavitāciju
NPSH rezerve ir atšķirība starp NPSHa un NPSHr. Lielāka NPSH rezerve samazina kavitācijas risku, jo tā nodrošina drošības faktoru, kas neļauj NPSH nokrist zem normāla darbības līmeņa mainīgu darbības apstākļu dēļ. Faktori, kas ietekmē NPSH rezervi, ietver šķidruma īpašības, sūkņa ātrumu un sūkšanas apstākļus.
Minimālās sūkņa plūsmas uzturēšana
Lai samazinātu kavitāciju, ir svarīgi nodrošināt, lai centrbēdzes sūknis darbotos virs noteiktās minimālās plūsmas. Ja sūknis tiek darbināts zem tā optimālā plūsmas diapazona (pieļaujamā darbības zona), palielinās zema spiediena zonas izveides iespējamība, kas var izraisīt kavitāciju.
Darbrata konstrukcijas apsvērumi, lai samazinātu kavitāciju
Darbrata konstrukcijai ir liela nozīme, nosakot, vai centrbēdzes sūknis ir pakļauts kavitācijai. Lielāki lāpstiņriteņi ar mazāku lāpstiņu skaitu parasti nodrošina mazāku šķidruma paātrinājumu, kas samazina kavitācijas risku. Turklāt lāpstiņriteņi ar lielāku ieplūdes diametru vai konusveida lāpstiņām palīdz vienmērīgāk pārvaldīt šķidruma plūsmu, samazinot turbulenci un burbuļu veidošanos. Izmantojot materiālus, kas ir izturīgi pret kavitācijas bojājumiem, var pagarināt lāpstiņriteņa un sūkņa kalpošanas laiku.
Antikavitācijas ierīču izmantošana
Pretkavitācijas ierīces, piemēram, plūsmas kondicionēšanas piederumi vai kavitācijas slāpēšanas uzlikas, ir efektīvas kavitācijas mazināšanai. Šīs ierīces darbojas, kontrolējot šķidruma dinamiku ap lāpstiņriteni, nodrošinot vienmērīgāku plūsmu un samazinot turbulenci un zema spiediena zonas, kas izraisa kavitāciju.
Pareiza sūkņa izmēra nozīme kavitācijas novēršanā
Pareiza sūkņa veida izvēle un pareiza izmēra norādīšana konkrētam lietojumam ir ļoti svarīga, lai novērstu kavitāciju. Liela izmēra sūknis var nedarboties tik efektīvi pie mazākām plūsmām, kā rezultātā palielinās kavitācijas risks, savukārt mazizmēra sūknim var būt jāstrādā vairāk, lai izpildītu plūsmas prasības, kas arī palielina kavitācijas iespējamību. Pareiza sūkņa izvēle ietver detalizētu maksimālās, parastās un minimālās plūsmas prasību, šķidruma raksturlielumu un sistēmas izkārtojuma analīzi, lai nodrošinātu sūkņa darbību norādītajā darbības diapazonā. Precīza izmēra noteikšana novērš kavitāciju un palielina sūkņa efektivitāti un uzticamību visā tā dzīves ciklā.