Kavitacija yra žalinga būklė, dažnai pasitaikanti išcentriniuose siurbimo įrenginiuose. Kavitacija gali sumažinti siurblio efektyvumą, sukelti vibraciją ir triukšmą bei rimtai pažeisti siurblio sparnuotės, siurblio korpuso, veleno ir kitų vidinių dalių pažeidimus. Kavitacija atsiranda, kai skysčio slėgis siurblyje nukrenta žemiau garavimo slėgio, todėl žemo slėgio srityje susidaro garų burbuliukai. Patekę į aukšto slėgio zoną, šie garų burbuliukai smarkiai subyra arba „sprogsta“. Dėl to siurblio viduje gali atsirasti mechaninių pažeidimų, atsirasti silpnų vietų, kurios yra jautrios erozijai ir korozijai, ir pabloginti siurblio veikimą.

Kavitacijos mažinimo strategijų supratimas ir įgyvendinimas yra labai svarbūs norint išlaikyti eksploatacinį vientisumą ir tarnavimo laiką. padalinto korpuso siurbliai .

Kavitacijos tipai siurbliuose

Norint sumažinti arba užkirsti kelią kavitacijai siurblyje, svarbu suprasti skirtingus kavitacijos tipus, kurie gali atsirasti. Šie tipai apima:

1.Garinimo kavitacija. Taip pat žinomas kaip „klasikinė kavitacija“ arba „galimos grynosios teigiamos siurbimo galvutės (NPSHa) kavitacija“, tai yra labiausiai paplitęs kavitacijos tipas. Padalintas korpusas siurbliai padidina skysčio greitį, kai jis praeina pro sparnuotės įsiurbimo angą. Greičio padidėjimas prilygsta skysčio slėgio sumažėjimui. Sumažinus slėgį, dalis skysčio gali užvirti (išgaruoti) ir susidaryti garų burbuliukai, kurie smarkiai subyrės ir, pasiekę aukšto slėgio sritį, sukels mažas smūgines bangas.

2. Turbulentinė kavitacija. Vamzdynų sistemos komponentai, tokie kaip alkūnės, vožtuvai, filtrai ir kt., gali būti netinkami siurbiamo skysčio kiekiui ar pobūdžiui, o tai gali sukelti sūkurius, turbulenciją ir slėgio skirtumus visame skystyje. Kai šie reiškiniai atsiranda siurblio įleidimo angoje, jie gali tiesiogiai ardyti siurblio vidų arba sukelti skysčio išgaravimą.

3. Ašmenų sindromo kavitacija. Taip pat žinomas kaip "menčių praėjimo sindromas", šio tipo kavitacija atsiranda, kai sparnuotės skersmuo yra per didelis arba siurblio korpuso vidinė danga yra per stora / siurblio korpuso vidinis skersmuo yra per mažas. Bet kuri iš šių sąlygų arba abi šios sąlygos sumažins erdvę (tarpą) siurblio korpuse iki žemiau priimtino lygio. Sumažėjus tarpai siurblio korpuse, padidėja skysčio srautas, todėl sumažėja slėgis. Sumažinus slėgį skystis gali išgaruoti ir susidaryti kavitacijos burbuliukai.

4.Vidinė recirkuliacinė kavitacija. Kai centre padalintas siurblys negali išleisti skysčio reikiamu srautu, dalis arba visas skystis cirkuliuoja aplink sparnuotės ratą. Recirkuliacinis skystis praeina per žemo ir aukšto slėgio sritis, todėl susidaro šiluma, didelis greitis ir susidaro garavimo burbuliukai. Dažna vidinės recirkuliacijos priežastis yra tai, kad siurblys veikia su uždarytu siurblio išleidimo vožtuvu (arba esant mažam srautui).

5. Oro įtraukimo kavitacija. Oras gali būti įtrauktas į siurblį per sugedusį vožtuvą arba atsilaisvinusią jungtį. Patekęs į siurblį, oras juda kartu su skysčiu. Judant skysčiui ir orui gali susidaryti burbuliukai, kurie „sprogsta“ veikiami padidėjusio siurblio sparnuotės slėgio.

Veiksniai, prisidedantys prie kavitacijos - NPSH, NPSHa ir NPSHr

NPSH yra pagrindinis veiksnys, užkertantis kelią kavitacijai padalinto korpuso siurbliuose. NPSH yra skirtumas tarp tikrojo įsiurbimo slėgio ir skysčio garų slėgio, išmatuoto siurblio įleidimo angoje. NPSH vertės turi būti didelės, kad skystis siurblyje neišgaruotų.

NPSHa yra tikrasis NPSH siurblio veikimo sąlygomis. Reikalingas grynasis teigiamas įsiurbimo aukštis (NPSHr) yra minimalus siurblio gamintojo nurodytas NPSH, kad būtų išvengta kavitacijos. NPSHa yra siurblio siurbimo vamzdyno, įrengimo ir veikimo detalių funkcija. NPSHr yra siurblio konstrukcijos funkcija, o jo vertė nustatoma atliekant siurblio bandymą. NPSHr rodo galimą slėgio aukštį bandymo sąlygomis ir paprastai matuojamas kaip 3 % siurblio slėgio kritimas (arba pirmos pakopos sparnuotės galvutės daugiapakopiams siurbliams), siekiant nustatyti kavitaciją. NPSHa visada turi būti didesnis nei NPSHr, kad būtų išvengta kavitacijos.

Kavitacijos mažinimo strategijos – padidinkite NPSHa, kad išvengtumėte kavitacijos

Norint išvengti kavitacijos, labai svarbu užtikrinti, kad NPSHa būtų didesnis nei NPSHr. Tai galima pasiekti šiais būdais:

1. Padalinto korpuso siurblio aukščio nuleidimas siurbimo rezervuaro / karterio atžvilgiu. Skysčio lygį siurbimo rezervuare / karteryje galima padidinti arba siurblį montuoti žemiau. Tai padidins NPSHa siurblio įleidimo angoje.

2. Padidinkite siurbimo vamzdžio skersmenį. Tai sumažins skysčio greitį esant pastoviam srauto greičiui ir sumažins siurbimo slėgio nuostolius vamzdžiuose ir jungiamosiose detalėse.

2. Sumažinkite jungiamųjų detalių galvos nuostolius. Sumažinkite siurblio siurbimo linijos jungčių skaičių. Norėdami sumažinti siurbimo galvutės nuostolius dėl jungiamųjų detalių, naudokite tokias jungtis kaip ilgo spindulio alkūnės, pilnos angos vožtuvai ir kūginiai reduktoriai.

3. Kai tik įmanoma, ant siurblio siurbimo linijos nemontuokite ekranų ir filtrų, nes jie dažnai sukelia kavitaciją išcentriniuose siurbliuose. Jei to negalima išvengti, pasirūpinkite, kad siurblio siurbimo linijos ekranai ir filtrai būtų reguliariai tikrinami ir valomi.

5. Atvėsinkite siurbiamą skystį, kad sumažintumėte jo garų slėgį.

Supraskite NPSH maržą, kad išvengtumėte kavitacijos

NPSH marža yra skirtumas tarp NPSHa ir NPSHr. Didesnė NPSH riba sumažina kavitacijos riziką, nes suteikia saugos faktorių, neleidžiantį NPSHa nukristi žemiau įprasto veikimo lygio dėl svyruojančių darbo sąlygų. Veiksniai, turintys įtakos NPSH maržai, yra skysčio charakteristikos, siurblio greitis ir siurbimo sąlygos.

Minimalaus siurblio srauto palaikymas

Norint sumažinti kavitaciją, labai svarbu užtikrinti, kad išcentrinis siurblys veiktų virš nurodyto minimalaus srauto. Naudojant padalinto korpuso siurblį žemiau optimalaus srauto diapazono (leistino veikimo ploto), padidėja tikimybė, kad susidarys žemo slėgio sritis, kuri gali sukelti kavitaciją.

Kavitacijos mažinimo sparnuotės konstrukcijos aspektai

Darbinio rato konstrukcija vaidina svarbų vaidmenį nustatant, ar išcentrinis siurblys yra linkęs į kavitaciją. Didesnės sparnuotės su mažiau menčių paprastai užtikrina mažesnį skysčio pagreitį, o tai sumažina kavitacijos riziką. Be to, sparnuotės su didesniu įleidimo skersmeniu arba kūginėmis mentėmis padeda sklandžiau valdyti skysčio srautą, sumažinant turbulenciją ir burbuliukų susidarymą. Naudojant medžiagas, kurios atsparios kavitacijos pažeidimams, gali pailgėti sparnuotės ir siurblio tarnavimo laikas.

Antikavitacijos prietaisų naudojimas

Antikavitacijos įrenginiai, tokie kaip srauto kondicionavimo priedai arba kavitaciją slopinantys įdėklai, yra veiksmingi kavitacijos mažinimui. Šie įtaisai veikia valdydami skysčio dinamiką aplink sparnuotę, užtikrindami pastovesnį srautą ir sumažindami turbulenciją bei žemo slėgio sritis, kurios sukelia kavitaciją.

Tinkamo siurblio dydžio svarba užkertant kelią kavitacijai

Norint išvengti kavitacijos, labai svarbu pasirinkti tinkamą siurblio tipą ir nurodyti tinkamą dydį konkrečiai programai. Per didelis siurblys gali neveikti taip efektyviai esant mažesniam srautui, todėl padidėja kavitacijos rizika, o per mažo dydžio siurblys gali tekti dirbti daugiau, kad atitiktų srauto reikalavimus, o tai taip pat padidina kavitacijos tikimybę. Tinkamas siurblio pasirinkimas apima išsamią didžiausio, normalaus ir mažiausio srauto reikalavimų, skysčio charakteristikų ir sistemos išdėstymo analizę, siekiant užtikrinti, kad siurblys veiktų nurodytame veikimo diapazone. Tikslus dydžio nustatymas apsaugo nuo kavitacijos ir padidina siurblio efektyvumą bei patikimumą per visą jo gyvavimo ciklą.