Hva er kavitasjon? Hvordan forbedre tiltakene for anti-kavitasjon?

 

• Hva er kavitasjon?

Kavitasjon er en skadelig tilstand som ofte oppstår i sentrifugalpumpeenheter. Kavitasjon kan redusere pumpens effektivitet, forårsake vibrasjoner og støy, og føre til alvorlig skade på pumpens impeller, pumpehus, aksel og andre interne deler. Kavitasjon oppstår når væsketrykket i pumpen faller under fordampningstrykket, noe som fører til at det dannes dampbobler i områder med lavt trykk. Disse dampboblene kan kollapse voldsomt eller "implodere" når de kommer inn i høytrykksområdet. Dette kan forårsake mekanisk skade inne i pumpen, skape svake punkter som er utsatt for erosjon og korrosjon, og svekke pumpens ytelse.

 

Å forstå og implementere strategier for å dempe kavitasjon er avgjørende for å opprettholde driftsintegriteten og levetiden til sentrifugalpumper.

 

• Typer kavitasjon i sentrifugalpumper

 

1. Fordampningskavitasjon.Også kjent som "klassisk kavitasjon" eller "net positivt sugehode tilgjengelig (NPSHa) kavitasjon," dette er den vanligste typen kavitasjon. Sentrifugalpumper øker hastigheten til væsken når den passerer gjennom pumpehjulets sugehull. Økningen i hastighet tilsvarer en reduksjon i væskens trykk. Trykkreduksjonen kan føre til at noe av væsken koker (fordamper) og danner dampbobler, som kollapser voldsomt og produserer små sjokkbølger når de når høytrykksområdet.

 

2. Turbulent kavitasjon.Komponenter som albuer, ventiler og filtre i rørsystemet er kanskje ikke egnet for mengden eller arten av den pumpede væsken, noe som kan skape virvler, turbulens og trykkforskjeller i hele væsken. Når disse fenomenene oppstår ved pumpens innløp, kan de direkte erodere pumpens indre eller føre til at væsken fordamper.

 

3. Blade syndrom kavitasjon.Også kjent som "bladpasseringssyndrom", denne typen kavitasjon oppstår når impellerdiameteren er for stor eller pumpehusets indre belegg er for tykt/pumpehusets indre diameter er for liten. En av eller begge disse forholdene vil redusere plassen (klaringen) i pumpehuset til under akseptable nivåer. Reduksjonen i klaring i pumpehuset forårsaker en økning i væskehastigheten, noe som resulterer i en reduksjon i trykket. Nedgangen i trykk kan føre til at væsken fordamper, og skaper kavitasjonsbobler.

 

4. Intern resirkulasjon kavitasjon.Når en pumpe ikke er i stand til å slippe ut væske med den nødvendige strømningshastigheten, fører det til at noe eller hele væsken resirkuleres rundt pumpehjulet. Den resirkulerte væsken passerer gjennom områder med lavt og høyt trykk, genererer varme, høy hastighet og danner fordampningsbobler. En vanlig årsak til intern resirkulasjon er å kjøre pumpen med pumpens utløpsventil lukket (eller med lav strømningshastighet - Pumpesalong Note 1).

 

5. Kavitasjon med luftentrainment.Luft kan trekkes inn i pumpen gjennom en defekt ventil eller løs kobling. Når du er inne i pumpen, beveger luften seg med væsken. Bevegelsen av væsken og luften kan danne bobler som "eksploderer" når de utsettes for det økte trykket fra pumpehjulet.

 

• Hva er farene ved kavitasjon?

 

1. Korrosjon av gjennomstrømningskomponenter:

(1) På grunn av den høyfrekvente (600~25000HZ) innvirkningen som genereres når boblene sprekker, er trykket så høyt som 49Mpa, noe som forårsaker mekanisk erosjon på metalloverflaten.

 

(2) Siden varme frigjøres under fordampning og hydrolyse oppstår på grunn av temperaturforskjellen batterieffekt, oksiderer det genererte oksygenet metallet og forårsaker kjemisk korrosjon.

 

2. Pumpeytelsen synker:

Når pumpekavitasjonen oppstår, blir energiutvekslingen i pumpehjulet forstyrret og ødelagt, og de ytre egenskapene manifesteres når QH-kurvene, QP- og Qn-kurvene avtar. I alvorlige tilfeller vil strømmen i pumpen bli avbrutt og den vil ikke fungere.

 

For lave spesifikke hastigheter, siden strømningskanalen mellom bladene er smal og lang, vil boblene fylle hele strømningskanalen når kavitasjon oppstår, og ytelseskurven vil falle plutselig.

 

For middels og høye spesifikke hastigheter er strømningskanalen kort og bred, så det tar en overgangsprosess for bobler å utvikle seg fra forekomst til å fylle hele strømningskanalen. Den tilsvarende ytelseskurven begynner å synke sakte, og synker deretter kraftig når den øker til en viss strømningshastighet.

 

• Tiltak for å forbedre anti-kavitasjon

 

1. Tiltak for å forbedre anti-kavitasjonsytelsen til sentrifugalpumpen:

(1) Forbedre den strukturelle designen fra pumpens sugeport til pumpehjulet. Øk strømningsområdet; øke krumningsradiusen til impellerdekselets innløpsseksjon for å redusere den raske akselerasjonen og trykkfallet til væskestrømmen; på passende måte redusere tykkelsen på bladinnløpet og runde bladinnløpet for å gjøre det nær strømlinjeformen, noe som også kan redusere akselerasjonen og trykkfallet til strømmen rundt bladhodet; forbedre overflatefinishen til løpehjulet og bladinnløpet for å redusere motstandstap; forleng bladets innløpskant til impellerinntaket slik at væskestrømmen får arbeid på forhånd og øker trykket.

 

(2) En frontinduktor brukes for å få væskestrømmen til å fungere på forhånd i den fremre induktoren for å øke væskestrømningstrykket.

 

(3) Ved å bruke et dobbeltsugende løpehjul kommer væskestrømmen inn i løpehjulet fra begge sider av løpehjulet samtidig, slik at innløpstverrsnittet dobles og innløpsstrømningshastigheten kan halveres.

 

(4) Utformingsarbeidstilstanden vedtar en litt større positiv angrepsvinkel for å øke bladinnløpsvinkelen, redusere bøyningen ved bladinnløpet, redusere bladblokkering og øke innløpsarealet; forbedre arbeidsforholdene under stor strømning for å redusere strømningstap. Den positive angrepsvinkelen bør imidlertid ikke være for stor, ellers vil det påvirke effektiviteten.

 

(5) Bruk kavitasjonsbestandige materialer. Praksis viser at jo høyere styrke, hardhet og seighet materialet har, desto bedre er den kjemiske stabiliteten, og desto sterkere er den kavitasjonsbestandige ytelsen.

 

2. Tiltak for å forbedre den effektive kavitasjonsmarginen til væskeinntaksanordningen:

(1) Øk trykket på væskeoverflaten i væskelagringstanken foran pumpen for å øke den effektive kavitasjonsmarginen.

 

(2) Reduser installasjonshøyden til sugeanordningens pumpe.

 

(3) Bytt den oppovergående sugeanordningen til en omvendt vanningsanordning.

 

(4) Reduser strømningstapet i rørledningen før pumpen, for eksempel å forkorte rørledningen så mye som mulig innenfor det nødvendige området, redusere strømningshastigheten i rørledningen, redusere antall albuer og ventiler og øke ventilåpningen som mye som mulig.

 

(5) Reduser arbeidsmedietemperaturen ved pumpeinnløpet (når transportmediet er nær metningstemperaturen).

 

De ovennevnte tiltakene kan brukes på passende måte etter omfattende analyse basert på pumpetype, materialvalg og bruksforhold for pumpen.