Кавитационный запас насоса это

Центробежные насосы

Нормальновсасывающие насосы

Перед включением нормальновсасывающего насоса необходимо заполнить жидкостью всасывающую трубу (с обратным клапаном на конце) и сам насос.

Самовсасывающие насосы

Самовсасывающие насосы не требуют заливки всасывающей трубы – жидкость заливается только в сам насос.

Кавитация

При работе центробежного насоса на входе возникает разряжение – зона пониженного давления. Если давление в этой зоне становится ниже, чем давление насыщенных паров перекачиваемой жидкости, то жидкость начинает кипеть (чем ниже давление, тем ниже температура кипения) – образуются пузырьки, которые, перемещаясь в зону высокого давления, лопаются. Эти микровзрывы разрушают поверхность рабочего колеса, и насос выходит из строя.

Насос из нержавеющей стали в 20 раз менее подвержен разрушающему воздействию кавитации, чем чугунный (и в 10 раз прочнее бронзового).

При кавитации повышается шум (как будто насос перекачивает щебёнку), увеличивается нестабильность работы насоса, снижается напор и подача, увеличивается нагрузка на подшипники.

NPSH (Net Positive Suction Head)

NPSH – это такое минимальное давление на всасе, при котором кавитация приводит только к 3%-ному падению напора.

Чем выше NPSH насоса, тем меньше высота всасывания.

Кавитационный запас определяется в точке максимальной подачи по кривой зависимости NPSH от расхода для выбранного типа насоса (по каталогу производителя).

Высота всасывания

Максимальная теоретическая высота всасывания не может быть больше 10,33 метра водного столба (одна атмосфера) на уровне моря.

Максимально допустимая высота всасывания рассчитывается по формуле:

Hb — барометрическое давление (атмосферное давление на уровне моря) в метрах водного столба
Hf — потери давления на трение во всасывающем трубопроводе при максимальном расходе
Hv — давление насыщенных паров жидкости при максимальной рабочей температуре
NPSH – кавитационный запас
Hs – дополнительный запас надёжности (эмпирическая величина – 0,5..2м)

Если в результате расчёта получили, что Hmax=3 метра, то это значит, что насос может всасывать жидкость на высоту до 3 метров без риска возникновения кавитации.

Если результат получился отрицательным, например, минус 3 метра, то это значит, что для работы насоса без кавитации на всасе необходимо создать дополнительный подпор 3 метра (т.е. уровень жидкости должен быть выше уровня установки насоса).

Допускаемый кавитационный запас

Материал из ТеплоВики — энциклопедия отоплении

Допускаемый кавитационный запас (сокр.ДКЗ, аналог англ. понятиюNPSH ) — Разница между давлением на впуске и минимальным уровнем давления внутри насоса. Таким образом, ДКЗ (NPSH) представляет собой выражение потери давления, происходящей внутри передней части корпуса насоса.

Это интересно:  Лада икс рей кросс обзор

Давление внутри насоса меняется от впускного отверстия на всасе до выпускного отверстия со стороны разгрузки. В передней части насоса происходит снижение давления перед последующим его увеличением на разгрузочной стороне до уровня, превышающего давление на входе.

При слишком низком давлении на входе ДКЗ (NPSH) приведет к снижению минимального давления внутри насоса ниже давления испарения перекачиваемой жидкости. Это обуславливает возникновение в насосе кавитации, вызывающей шум и приводящей к поломкам. Требуемое значение ДКЗ (NPSH) указано в технических данных насоса. Требуемое значение ДКЗ (NPSH) показывает минимальное давление на всасе, необходимое для предотвращения кавитации в конкретном насосе при конкретном уровне расхода.

NPSHвысота столба жидкости на входе насоса — параметр центробежного насоса. Это минимальное давление на входе насоса, которое требуется для работы насоса данной конструкции без кавитации, т. е. давление, необходимое для предотвращения вскипания жидкости. NPSH определяется типом рабочего колеса и частотой вращения насоса, температурой перекачиваемой жидкости. Различаются два значения NPSH:

1. NPSH системы = NPSH требующееся
Давление на входе насоса, которое должно быть, чтобы насос работал без кавитации.

2. NPSH установки = NPSH имеющееся
Показывает, какое давление в данной системе на входе в насос.

NPSHсистемы > NPSHнасоса или
NPSHимеющ. > NPSHтреб.

Для насосов в погружных установках NPSH системы равен атмосферному давлению + минимальная высота уровня жидкости над всасываемым патрубком насоса. Для насосов сухой установки дополнительно производится вычитание потерь напора со стороны всасывания. NPSHнасоса указывается изготовителем на каждый насос.

Кавитационный запас

Для нормальной работы насоса необходимо, чтобы допускаемый кавитационный запас насоса (NPSH D) превышал требуемый кавитационный запас насоса (NPSH R) В качестве предупредительной меры безопасности следует добавить дополнительный запас надежности в 0,5 м к значению требуемого запаса, в результате чего мы получим:
NPSHD > NPSHR+ 0,5 м

Если насос работает с повышенным всасыванием, происходит разряжение на входе во всасывающий патрубок, давление падает, появляются пузырьки-каверны и жидкость преобразуется в пар. Появление пузырьков, которые лопаются при входе в патрубок нагнетания, ведет к возникновению процесса кавитации, наносящего серьезные повреждения механическим частям насоса.

Нежелательные явления, вызываемые кавитацией, — это разрушение внутренних поверхностей насоса, вибрация и шумы. Чрезмерная кавитация, как правило, сопровождается сильным шумом и повреждением насоса; средняя кавитация ведет к небольшому снижению подачи, высоты, производительности и преждевременному износу.

NPSH (Net Positive Suction Head) или чистая позитивная высота всасывания представляет собой разницу между осевым давлением жидкости при нагнетании и давлением насыщенного пара при температуре перекачивания.

Это интересно:  Характеристика чс природного характера

Существуют два вида NPSH:
Расчётный NPSH является характеристикой установки, независимой от вида насоса и выводится путем применения принципа сохранения энергии между свободной поверхностью жидкости и всасыванием:

Требуемый NPSH является параметром насоса, указываемый производителем и выражающийся следующим уравнением:

Мощность всасывания насоса при известном значении NPSHr

Ниже приводится основная формула, выражающая нормальную работу насоса на всасывание:

Где:
Ha — Геометрическая высота всасывания в метрах. Она может быть положительной в случаях, когда уровень жидкости находится ниже оси насоса, или отрицательной, если этот уровень выше.
Рa — Атмосферное давление или давление в резервуаре всасывания в кг/см2.
Рca — Потери давления при всасывании (трубопровод, клапаны, изгибы и принадлежности, и т.д.), в м.
Tv — Давление насыщенного пара при температуре перекачивания, в кг/см2.
γ — Удельный вес жидкости, в кг/см2.
Va 2 /2g — Динамическая высота соответствующая скорости жидкости на входе в насос, в м/сек.
Hz — Минимально необходимое давление непосредственно на участке перед лопастями рабочего колеса в м

Практический пример

Таким образом, насос будет бесперебойно работать в установке, даже если параметры близки к расчетным. Давление пара зависит от температуры жидкости и высоты над уровнем моря и для правильного расчета следует использовать нижеприведенную таблицу:

Давление пара и удельный вес воды в зависимости от температуры

Зависимость атмосферного давления от высоты над уровнем моря рассчитывается по следующей формуле:
Рa (м) = 10,33 — Высота (м) / 900

Кавитационный запас

Читайте также:

  1. II. Запас слов и выражений
  2. Аварийный запас
  3. Анализ обеспеченности запасов источниками их формирования
  4. Анализ обеспеченности запасов источниками формирования, тыс. руб.
  5. Аналитический и синтетический учет производственных запасов.
  6. Аудит операций с производственными запасами и товарами
  7. Аудит учета материально-производственных запасов.
  8. Балансирование процесса производства с запасами
  9. В производственных запасах
  10. Вопрос 3.Запасы и размещение сырья в различных странах и регионах.
  11. Вопрос 87. Модели управления запасами
  12. Выбор способов списания стоимости материально-производственных запасов

В лопастных насосах паровая кавитация возникает на лопатке рабочего колеса обычно вблизи её входной кромки. Давление здесь значительно ниже давления во всасывающем патрубке насоса из-за местного возрастания скорости при натекании на лопатку и из-за гидравлических потерь в подводе.

Напишем уравнение Бернулли для потока жидкости от свободной поверхности жидкости в приемном резервуаре до входа в насос, т.е. для сечений 0-0и 1-1 (рис. 1); за плоскость сравнения примем свободную поверхность жидкости в приемном резервуаре :

Это интересно:  Печка на ниву 21214 нового образца

, (1)

где hвс– высота всасывания;

p1 – давление во всасывающем

трубопроводе на входе в насос;

v1– скорость жидкости во всасывающем

∑ hп,0-1 –гидравлические потери во

po – давление на свободной поверхности

в приемном резервуаре.

, (2)

Таким образом, давление у входа в насос ограничено давлением на свободной поверхности жидкости и тем меньше, чем больше высота всасывания, подача и гидравлические потери во всасывающем трубопроводе.

При некотором давлении p1 давление pл на лопатке рабочего колеса меньше давления насыщения пара жидкости, т.е. pл

Назовём кавитационным запасом превышение полного напора жидкости во всасывающем трубопроводе у входа в насос над напором, соответствующим давлением насыщенного пара, т.е.

(3)

где Δh – кавитационный запас;

p1– абсолютное давление на входе в насос;

pн.п. – абсолютное давление насыщенного пара.

Значение кавитационного запаса, при котором возникает кавитация в насосе, называется критическим кавитационным запасом – Δhкр..

Для определения крити-ческого кавитационного запаса производят кавитационные испы-тания насоса при постоянной частоте вращения рабочего колеса и подаче, в результате которых для каждого режима работы насоса получают кавитационную характеристику (рис. 2). При больших кавитационных запасах кавитационные явления отсутствуют, и напор и мощность от кавитационного запаса не зависят. Режим, при котором начинается падение напора и мощности насоса, называют первым критическим режимом. Ему соответствует первый критический кавитационный запас ΔhкрI. При Δh

У многих насосов первый критический режим на кавитационной характеристике не обнаруживается.

При необходимости приходится допускать работу насоса в начальной стадии кавитации (hкрI >Δh >ΔhкрII), несмотря на то, что это сопровождается разрушением его рабочих органов. Первый или, при необходимости, второй критический кавитационный запас принимают за наименьшую величину кавитационного запаса. Из-за неточного учета всех факторов назначают небольшое превышение допустимого кавитационного запаса над критическим. Обычно это превышение принимаю равным (0,1 – 0,3)Δhкр. Следовательно, допустимый кавитационный запас:

Δhдоп= (1,1 1,3)Δhкр. (4)

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да

Помогла статья? Оцените её
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Загрузка...
Добавить комментарий