) гідродинамічні характеристики потоку.
. Кавітація в лопатевих насосах
Нормальний робочий процес лопатевих насосів супроводжується зменшенням тиску і освітою в елементах проточної частини зон, тиск в яких може досягати критичного значення з погляду виникнення кавітації.
Крім того, у відцентрових насосах може відбуватися додаткове, не передбачене робочим процесом пониження тиску, що значною мірою збільшує небезпеку виникнення кавітації. Це зниження може носити загальний характер або бути викликано якимись місцевими змінами в потоці.
Причинами загального падіння тиску можуть бути:
) зменшення абсолютного тиску в системі, пов'язане з підвищенням висоти місцевості або викликане особливостями експлуатації насоса (наприклад, у випадку забору рідини з резервуара, що знаходиться під розрідженням);
) збільшення геометричній висоти всмоктування понад рекомендованої;
) зростання тиску насичених парів внаслідок збільшення температури перекачується рідини;
) додаткові втрати енергії у всмоктувальній лінії насоса, викликані, наприклад, засміченням вхідного пристрою.
Місцеве зниження тиску може відбуватися в результаті однієї з наступних причин:
) збільшення швидкості течії рідини внаслідок стиснення потоку;
) відхилення ліній струму від їх нормальної траєкторії при повороті потоку або при обтіканні виступаючих елементів;
) відриву потоку від напрямних поверхонь;
) нерівності і шорсткості обтічних поверхонь;
) динамічної взаємодії потоків в областях сполучення декількох напрямних поверхонь;
) пульсацій тиску в турбулентних струменях (сліди) за окремими робочими елементами;
) наявності вторинних потоків в різних зазорах і щілинах між обертовими і нерухомими елементами.
Як правило, зона кавітації спостерігається поблизу зони всмоктування, де рідина зустрічається з лопатями насоса. Імовірність виникнення кавітації тим вище
§ чим нижче тиск на вході в насос;
§ чим вище швидкість руху робочих органів щодо рідини;
§ чим більш нерівномірно обтікання рідиною твердого тіла (високий кут атаки лопаті, наявність зламів, нерівностей поверхні і т. п.)
У класичних відцентрових насосів частина рідини з області високого тиску проходить через щілину між робочим колесом і корпусом насоса в зону низького тиску. Коли насос працює з істотним відхиленням від розрахункового режиму в бік підвищення тиску нагнітання, витрата витоків через ущільнення між робочим колесом і корпусом зростає (через збільшення перепаду тиску між порожнинами всмоктування і нагнітання). Через високу швидкості рідини в ущільненні можлива поява кавітаційних явищ, що може призвести до руйнування робочого колеса і корпусу насоса. Як правило, в побутових і промислових випадках режим кавітації в робочому колесі насоса можливий при різкому падінні тиску в системі опалення чи водопостачання: наприклад, при розриві трубопроводу, калорифера або радіатора. При різкому падінні тиску в зоні робочого колеса насоса утворюється вакуум, вода при низькому тиску починає скипати. При цьому натиск різко падає. Режим кавітації призводить до ерозії робочого колеса насоса, і насос виходить з ладу.
Виникнення кавітації безпосередньо пов'язане з висотою всмоктування лопатевого насоса. Перед пуском насоса в роботу усмоктувальний трубопровід повинен бути заповнений водою. Необхідною умовою відсутності кавітації в насосі є:
(1.1)
де P н.п.- Тиск насиченої пари.
Перевищення питомої енергії рідини при вході в насос над питомою енергією парів цієї рідини, наведене до центру тяжіння вхідного перетину, називається кавітаційним запасом? h (м).
Руднєвим С.С. Була запропонована формула для визначення мінімального кавітаційного запасу в першому критичному режимі:
(1.2)
Коефіцієнт С 1 змінюється залежно від форми вхідної крайки лопатей, їх кривизни, шорсткості поверхні і розмірів насоса. У розрахунках зменшення З 1 іноді визначають залежно від зміни гідравлічного к.к.д.
Іноді допускають роботу насоса в другому критичному режимі.
В даний час виробляють величезну кількість насосів самих різних типів. Для порівняння різних типів насосних коліс в теорії відцентрових насосів застосовують коефіцієнт швидкохідності ns, який дозволяє об'єднувати різні колеса в групи за ознакою їх геометричної подоби. Коефіціє...
