Кавитация и высота всасывания насосов
Слайд 2
КАВИТАЦИЯ И ВЫСОТА ВСАСЫВАНИЯ НАСОСОВ
КАВИТАЦИЯ НАСОСОВ
Процесс кавитации
Остановимся схематично на физических явлениях, имеющих место в потоке при кавитации – вскипании жидкости при падении давления в потоке до давления насыщения
[79].
При вскипании жидкости в местах с минимумом давления образуются полости, заполненные паром и частично выделившимися из раствора газами. Возникшие пузырьки пара увлекаются потоком и попадают в область с более высоким давлением, где они вновь конденсируются. Так как кипение связано с затратой тепла на парообразование, которое должно быть получено из окружающей среды путем теплообмена, то процесс вскипания происходит с некоторым запаздыванием, т.е. минимальное давление в потоке достигает значения несколько меньшего давления парообразования , и вскипание жидкости происходит из перегретого состояния. Конденсация пузырьков пара в области повышенного давления происходит также с некоторым запаздыванием в условиях относительного переохлаждения его. В связи с отмеченным процессы вскипания и конденсации совершаются с большой скоростью.
Частицы жидкости, заполняющие полость конденсирующегося пузырька, движутся к центру со значительными скоростями. В момент завершения конденсации частицы жидкости внезапно останавливаются, и происходит местный гидравлический удар. При этом кинетическая энергия частиц переходит в энергию упругой деформации. Так как деформация жидкости весьма незначительна (модуль упругости для воды ), то повышение давления при этом велико. Каждый метр потерянной скорости создает повышение давления примерно на 10 кг/см2, а общее повышение давления достигает нескольких тысяч атмосфер. Вслед за повышением давления возникает обратная волна давления, сопровождающаяся резким падением его и, возможно, повторным вскипанием, а затем снова конденсацией.
Описанный выше процесс вскипания и последующей конденсации в потоке жидкости, сопровождающийся гидравлическими ударами, и носит название кавитации. В насосах кавитация была обнаружена десятки лет назад как фактор, ограничивающий область их работы. Кавитация вызывает разрушение лопастных колес и других, деталей, уменьшает КПД, напор и подачу насоса. При сильном развитии кавитации насос полностью отказывает в работе – срывает. Таким образом, кавитация является фактором, сильнейшим образом влияющим на надежность работы насоса. Длительная работа насоса в области даже незначительных кавитационных явлений совершенно недопустима в силу разрушающего действия кавитации.
Слайд 3