Hvorfor forringes kavitasjonsytelsen til en sentrifugalpumpe etter å ha kuttet løpehjulet?

Høpsskjæring refererer til mekanisk å redusere den ytre diameteren til sentrifugalpumpens løpehjul for å endre sin hydrauliske ytelse. Høpsskjæring er en vanlig metode for å justere pumpeytelsen, vanligvis brukes til å redusere pumpehodet og strømmen for å oppfylle de faktiske arbeidsforholdene. Selv om denne metoden kan justere pumpehodet og strømmen for å oppfylle de nye arbeidsforholdene, vil den imidlertid ødelegge samsvaret med den opprinnelige hydrauliske utformingen og føre til en serie problemer, et av de vanligste og lett oversett problemene er at pumpen til pumpen vil bli dårligere.

 

 

1. Økt strømningshastighet ved bladinntaket forårsaker et plutselig trykkfall

1) Etter at løpehjulet er kuttet, reduseres utløpsdiameteren til løpehjulet, og strømningshastigheten ved løpehjulets innløp vil øke på grunn av omfordelingen av strømmen (q=a⋅v). I henhold til Bernoulli -ligningen er strømningshastigheten omvendt proporsjonal med det statiske trykket, og det lokale trykket vil bli redusert til et nivå nærmere eller til og med lavere enn det mettede damptrykket til væsken, noe som øker sannsynligheten for boblegenerering, noe som kan forårsake kavitasjon.
2) Nøkkelformel: NPSHR er proporsjonal med kvadratet av innløpsstrømningshastigheten, og en økning i strømningshastigheten vil øke NPSHR betydelig.

 

2. Endringer i bladets innløpsvinkel

1) Etter at løpehjulet er kuttet, reduseres den ytre diameteren til løpehjulet, men innløpsdiameteren forblir vanligvis uendret (bare utløpsdelen er kuttet). Dette vil endre den relative strømningshastighetsretningen (angrepsvinkelen) ved løpehjulets innløp, noe som fører til strømningsseparasjon eller økt turbulens, reduserer lokalt trykk og forverret kavitasjonsytelse ytterligere.

2) Hvis angrepsvinkelen avviker fra designverdien, vil strømningsseparasjon danne et lavtrykksvirvelområde, og fremme boblegenerering.

 

3.

Etter at løpehjulet er kuttet, beveger hodestrømningskurven til sentrifugalpumpen seg nedover, men det beste effektivitetspunktet vil bevege seg mot retning av liten strøm. Hvis den faktiske driftsstrømmen ikke justeres synkront, kan pumpen avvike fra BEP -operasjonen, noe som resulterer i tilbakestrømning eller ustabil strømning, noe som øker risikoen for kavitasjon.

 

4. proporsjonal effekt av npshr

NPSHR er omvendt proporsjonal med kvadratet av løpehjulets diameter (empirisk forhold). Etter at løpehjulet er kuttet, avtar diameteren og NPSHR øker. For eksempel, i henhold til likhetsloven, hvis impellerdiameteren er kuttet fra D1 til D2, da:

 

En reduksjon i impellerdiameter resulterer i en betydelig økning i NPSHR.

 

5. Endringer i bladbelastningsfordeling

Etter å ha kuttet løpehjulet, blir arbeidsdelen av bladet forkortet, men enhetsbelastningen (trykkgradienten) av innløpsseksjonen kan øke. Det lokale lavtrykksområdet i forkant av bladet utvides, og kavitasjonsinitieringspunktet er avansert.

 

6. Forringelse av strømningskanalstabilitet

Høpsutløpsbredden etter kutting er ubalansert med forholdet mellom volum hals, og danner sekundær tilbakestrømning og en virvel. Disse ustabile strømningene vil forplante seg tilbake til løpehjulets innløpsområde, og overlegge den opprinnelige trykkpulsasjonen for å danne en sammensatt kavitasjon.

 

7. Faktisk innvirkning og mottiltak

1) Forverring av kavitasjonsytelse: NPSHR øker, og pumpens NPSHA må være større for å unngå kavitasjon.

2) Løsning:

- Begrens skjærebeløpet: Vanligvis overstiger ikke kuttmengden for sentrifugalpumpens løpehjuldiameter, ellers må NPSHR vurderes på nytt.

- Optimaliser innløpsbetingelser: Øk innløpsrørets diameter eller reduser innløpsstrømningshastigheten.

- Juster driftsforholdene: Unngå å operere i det lave strømningsområdet og operere så nær det beste effektivitetspunktet som mulig.

 

Å kutte impelleren fører direkte til utvidelse av innløpslavtrykket og økningen av NPSHR ved å endre hastighetsfordelingen, angrepsvinkel og bladbelastning. Selv om denne geometriske modifiseringen kan justere ytelsen til sentrifugalpumpen, er det nødvendig å nøye evaluere kavitasjonsrisikoen og redesigne løpeinnløpet eller justere systemet NPSHA om nødvendig.