Кавитационное разрушение материалов
Гидравлические удары, возникающие в местах завершения кавитации, ведут к эрозионному и коррозионному разрушению металлов. Полностью достоверной картины процесса разрушения, вызываемого кавитацией, до настоящего времени не установлено. Можно представить следующую схему этого процесса. Известно, что коррозионная стойкость различных металлов и других материалов в той или иной среде обусловливается главным образом возникновением поверхностной защитной пленки из окислов или иных химических соединений или даже газообразных выделений, являющихся следствием электрохимических процессов коррозии. Если в результате эрозионных процессов защитная пленка непрерывно удаляется, то создаются благоприятные условия для коррозионного разрушения металла. Кавитационные разрушения, по-видимому, представляют собой результат именно такого совместного действия эрозии и коррозии. Эрозионное действие гидравлических ударов, помимо самостоятельного значения, создает условия для развития коррозионных процессов [13, 22, 46, 79]. (рис. 1, 2, 3)
| 
| 
|
| Рис.1. Кавитационный след гребного винта | Рис.2. Повреждения, наносимые эффектом кавитации (часть насоса) | Рис. 3. Кавитационная эрозия поверхности улитки насоса |
Наличие материалов, стойких против кавитационных разрушений, неизвестно; все материалы быстрее или медленнее разрушаются. Более стойкими являются материалы, которые наряду с механической прочностью обладают химической стойкостью, как, например, бронза. Сильно подвержены кавитационному разрушению чугун и углеродистая сталь. Наиболее кавитационно устойчива нержавеющая сталь. Применение кавитационно стойких материалов может обеспечить непродолжительную работу насоса без заметного разрушения в условиях частичной кавитации. Такая возможность представляет значительные преимущества, например в условиях кратковременной перегрузки насоса или падения уровня в водоеме.
Слайд 4
Влияние кавитации на характеристики насоса.
Кавитация сопровождается нарушением неразрывности потока в насосе и отражается на нормальных его характеристиках. Начальная стадия кавитации, ограниченная небольшой областью (местная кавитация), не сказывается заметно на подаче и напоре насоса и проявляется характерным потрескиванием в области всасывания, обусловленным гидравлическими ударами. Местная кавитация может сопровождаться разрушением материала колеса или корпуса насоса. Кавитация более развитая приводит к уменьшению подачи, напора и КПД насоса, а затем и к полному срыву его работы. На рис. 4 показано влияние кавитации на характеристики насоса; пунктиром отмечен нормальный ход характеристик без кавитации.
|
| Рисунок 4. Влияние кавитации на характеристики насоса |
Слайд 3
|
| Рисунок 5. Определение высоты всасывания |
ВЫСОТА ВСАСЫВАНИЯ НАСОСОВ
Действующей силой, поднимающей воду в трубе, является разрежение, создаваемое насосом. Работающий насос должен создать достаточную разность давлений в приемном резервуаре и в корпусе насоса, чтобы преодолеть давление столба жидкости и сопротивления во всасывающем трубопроводе. Поэтому расчет и проектирование всасывающей линии представляют собой одну из самых ответственных задач при проектировании насосной установки.