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