Τι είναι το Cavitation; Πώς να βελτιώσετε τα μέτρα κατά της σπηλαίωσης;

 

• Τι είναι η σπηλαίωση;

Η σπηλαίωση είναι μια επιζήμια κατάσταση που εμφανίζεται συχνά σε φυγοκεντρικές αντλητικές μονάδες. Η σπηλαίωση μπορεί να μειώσει την απόδοση της αντλίας, να προκαλέσει κραδασμούς και θόρυβο και να οδηγήσει σε σοβαρή ζημιά στην πτερωτή, το περίβλημα της αντλίας, τον άξονα και άλλα εσωτερικά μέρη της αντλίας. Η σπηλαίωση συμβαίνει όταν η πίεση του υγρού στην αντλία πέσει κάτω από την πίεση εξάτμισης, προκαλώντας τη δημιουργία φυσαλίδων ατμού σε περιοχές χαμηλής πίεσης. Αυτές οι φυσαλίδες ατμού μπορούν να καταρρεύσουν βίαια ή να «εκραγούν» όταν εισέλθουν στην περιοχή υψηλής πίεσης. Αυτό μπορεί να προκαλέσει μηχανική βλάβη στην αντλία, να δημιουργήσει αδύναμα σημεία που είναι επιρρεπή σε διάβρωση και διάβρωση και να επηρεάσει αρνητικά την απόδοση της αντλίας.

 

Η κατανόηση και η εφαρμογή στρατηγικών για τον μετριασμό της σπηλαίωσης είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση της λειτουργικής ακεραιότητας και της διάρκειας ζωής των φυγοκεντρικών αντλιών.

 

• Τύποι σπηλαίωσης σε φυγόκεντρες αντλίες

 

1. Σπηλαίωση εξάτμισης.Γνωστή και ως "κλασική σπηλαίωση" ή "καιτοποίηση καθαρής θετικής κεφαλής αναρρόφησης διαθέσιμης (NPSHa), αυτός είναι ο πιο κοινός τύπος σπηλαίωσης. Οι φυγόκεντρες αντλίες αυξάνουν την ταχύτητα του ρευστού καθώς διέρχεται από την οπή αναρρόφησης της πτερωτής. Η αύξηση της ταχύτητας ισοδυναμεί με μείωση της πίεσης του ρευστού. Η μείωση της πίεσης μπορεί να προκαλέσει ένα μέρος του ρευστού να βράσει (εξάτμιση) και να σχηματίσει φυσαλίδες ατμού, οι οποίες καταρρέουν βίαια και παράγουν μικροσκοπικά κύματα κρούσης όταν φτάσουν στην περιοχή υψηλής πίεσης.

 

2. Τυρβώδης σπηλαίωση.Εξαρτήματα όπως γωνίες, βαλβίδες και φίλτρα στο σύστημα σωληνώσεων ενδέχεται να μην είναι κατάλληλα για την ποσότητα ή τη φύση του αντλούμενου υγρού, γεγονός που μπορεί να δημιουργήσει δίνες, αναταράξεις και διαφορές πίεσης σε όλο το υγρό. Όταν αυτά τα φαινόμενα συμβαίνουν στην είσοδο της αντλίας, μπορούν να διαβρώσουν άμεσα το εσωτερικό της αντλίας ή να προκαλέσουν εξάτμιση του υγρού.

 

3. Σπηλαίωση με σύνδρομο λεπίδας.Γνωστό και ως "σύνδρομο διέλευσης λεπίδας", αυτός ο τύπος σπηλαίωσης εμφανίζεται όταν η διάμετρος της πτερωτής είναι πολύ μεγάλη ή η εσωτερική επίστρωση του περιβλήματος της αντλίας είναι πολύ παχιά/η εσωτερική διάμετρος του περιβλήματος της αντλίας είναι πολύ μικρή. Οποιαδήποτε ή και οι δύο από αυτές τις συνθήκες θα μειώσουν τον χώρο (κενό) μέσα στο περίβλημα της αντλίας κάτω από τα αποδεκτά επίπεδα. Η μείωση της απόστασης μέσα στο περίβλημα της αντλίας προκαλεί αύξηση της ταχύτητας του ρευστού, η οποία οδηγεί σε μείωση της πίεσης. Η μείωση της πίεσης μπορεί να προκαλέσει την εξάτμιση του υγρού, δημιουργώντας φυσαλίδες σπηλαίωσης.

 

4. Σπηλαίωση εσωτερικής ανακυκλοφορίας.Όταν μια αντλία δεν μπορεί να εκκενώσει υγρό με τον απαιτούμενο ρυθμό ροής, αναγκάζει μέρος ή όλο το υγρό να ανακυκλωθεί γύρω από την πτερωτή. Το ανακυκλοφορούμενο ρευστό διέρχεται από περιοχές χαμηλής και υψηλής πίεσης, δημιουργώντας θερμότητα, υψηλή ταχύτητα και σχηματίζοντας φυσαλίδες εξάτμισης. Μια κοινή αιτία εσωτερικής ανακυκλοφορίας είναι η λειτουργία της αντλίας με τη βαλβίδα εξόδου της αντλίας κλειστή (ή με χαμηλή παροχή - Pump Salon Σημείωση 1).

 

5. Σπηλαίωση παρασύρματος αέρα.Ο αέρας μπορεί να αναρροφηθεί στην αντλία μέσω μιας αποτυχημένης βαλβίδας ή χαλαρής προσαρμογής. Μόλις μπει στην αντλία, ο αέρας κινείται με το ρευστό. Η κίνηση του υγρού και του αέρα μπορεί να σχηματίσει φυσαλίδες που «εκρήγνυνται» όταν εκτεθούν στην αυξημένη πίεση της πτερωτής της αντλίας.

 

• Ποιοι είναι οι κίνδυνοι της σπηλαίωσης;

 

1. Διάβρωση εξαρτημάτων ροής:

(1) Λόγω της κρούσης υψηλής συχνότητας (600~25000HZ) που δημιουργείται όταν σκάνε οι φυσαλίδες, η πίεση είναι τόσο υψηλή όσο 49Mpa, προκαλώντας μηχανική διάβρωση στη μεταλλική επιφάνεια.

 

(2) Δεδομένου ότι η θερμότητα απελευθερώνεται κατά την εξάτμιση και η υδρόλυση λαμβάνει χώρα λόγω της διαφοράς θερμοκρασίας του φαινομένου της μπαταρίας, το παραγόμενο οξυγόνο οξειδώνει το μέταλλο και προκαλεί χημική διάβρωση.

 

2. Η απόδοση της αντλίας μειώνεται:

Όταν συμβαίνει η σπηλαίωση της αντλίας, η ανταλλαγή ενέργειας στην πτερωτή διαταράσσεται και καταστρέφεται και τα εξωτερικά χαρακτηριστικά εκδηλώνονται καθώς οι καμπύλες QH, QP και Qn μειώνονται. Σε σοβαρές περιπτώσεις, η ροή στην αντλία θα διακοπεί και δεν θα λειτουργήσει.

 

Για χαμηλές ειδικές ταχύτητες, δεδομένου ότι το κανάλι ροής μεταξύ των λεπίδων είναι στενό και μακρύ, μόλις συμβεί σπηλαίωση, οι φυσαλίδες γεμίζουν ολόκληρο το κανάλι ροής και η καμπύλη απόδοσης θα πέσει ξαφνικά.

 

Για μεσαίες και υψηλές ειδικές ταχύτητες, το κανάλι ροής είναι σύντομο και ευρύ, επομένως χρειάζεται μια διαδικασία μετάβασης για να αναπτυχθούν φυσαλίδες από την εμφάνιση έως το γέμισμα ολόκληρου του καναλιού ροής. Η αντίστοιχη καμπύλη απόδοσης αρχίζει να μειώνεται αργά και στη συνέχεια πέφτει απότομα όταν αυξάνεται σε έναν ορισμένο ρυθμό ροής.

 

• Μέτρα για τη βελτίωση της κατά της σπηλαίωσης

 

1. Μέτρα για τη βελτίωση της απόδοσης κατά της σπηλαίωσης της φυγοκεντρικής αντλίας:

(1) Βελτιώστε τη δομική σχεδίαση από τη θύρα αναρρόφησης της αντλίας έως την πτερωτή. Αυξήστε την περιοχή ροής. αυξήστε την ακτίνα καμπυλότητας του τμήματος εισόδου του καλύμματος της πτερωτής για να μειώσετε τη γρήγορη επιτάχυνση και την πτώση πίεσης της ροής του υγρού. μειώστε κατάλληλα το πάχος της εισόδου της λεπίδας και στρογγυλέψτε την είσοδο της λεπίδας για να πλησιάσει το σχήμα της λεπίδας, το οποίο μπορεί επίσης να μειώσει την επιτάχυνση και την πτώση πίεσης της ροής γύρω από την κεφαλή της λεπίδας. Βελτιώστε το φινίρισμα της επιφάνειας της πτερωτής και της εισόδου της λεπίδας για να μειώσετε την απώλεια αντίστασης. επεκτείνετε το άκρο εισόδου της λεπίδας στην είσοδο της πτερωτής έτσι ώστε η ροή του υγρού να δέχεται εργασία εκ των προτέρων και να αυξάνει την πίεση.

 

(2) Ένας μπροστινός επαγωγέας χρησιμοποιείται για να κάνει τη ροή του υγρού να λειτουργεί εκ των προτέρων στον μπροστινό επαγωγέα για να αυξήσει την πίεση ροής υγρού.

 

(3) Χρησιμοποιώντας μια πτερωτή διπλής αναρρόφησης, η ροή του υγρού εισέρχεται στην πτερωτή και από τις δύο πλευρές της πτερωτής ταυτόχρονα, έτσι η διατομή εισόδου διπλασιάζεται και ο ρυθμός ροής εισόδου μπορεί να μειωθεί στο μισό.

 

(4) Η συνθήκη εργασίας σχεδιασμού υιοθετεί μια ελαφρώς μεγαλύτερη θετική γωνία προσβολής για να αυξήσει τη γωνία εισόδου της λεπίδας, να μειώσει την κάμψη στην είσοδο της λεπίδας, να μειώσει το μπλοκάρισμα της λεπίδας και να αυξήσει την περιοχή εισόδου. βελτιώστε τις συνθήκες εργασίας υπό μεγάλη ροή για να μειώσετε την απώλεια ροής. Ωστόσο, η θετική γωνία επίθεσης δεν πρέπει να είναι πολύ μεγάλη, διαφορετικά θα επηρεάσει την αποτελεσματικότητα.

 

(5) Χρησιμοποιήστε υλικά ανθεκτικά στη σπηλαίωση. Η πρακτική δείχνει ότι όσο υψηλότερη είναι η αντοχή, η σκληρότητα και η σκληρότητα του υλικού, τόσο καλύτερη είναι η χημική σταθερότητα και τόσο ισχυρότερη είναι η απόδοση ανθεκτική στη σπηλαίωση.

 

2. Μέτρα για τη βελτίωση του αποτελεσματικού περιθωρίου σπηλαίωσης της συσκευής εισαγωγής υγρού:

(1) Αυξήστε την πίεση της επιφάνειας του υγρού στη δεξαμενή αποθήκευσης υγρού μπροστά από την αντλία για να αυξήσετε το αποτελεσματικό περιθώριο σπηλαίωσης.

 

(2) Μειώστε το ύψος εγκατάστασης της αντλίας της συσκευής αναρρόφησης.

 

(3) Αλλάξτε τη συσκευή αναρρόφησης προς τα πάνω σε συσκευή αντίστροφης άρδευσης.

 

(4) Μειώστε την απώλεια ροής στον αγωγό πριν από την αντλία, όπως βραχύνοντας όσο το δυνατόν περισσότερο τον αγωγό εντός του απαιτούμενου εύρους, μείωση του ρυθμού ροής στον αγωγό, μείωση του αριθμού γωνιών και βαλβίδων και αύξηση του ανοίγματος της βαλβίδας ως όσο το δυνατόν περισσότερο.

 

(5) Μειώστε τη θερμοκρασία του μέσου εργασίας στην είσοδο της αντλίας (όταν το μέσο μεταφοράς είναι κοντά στη θερμοκρασία κορεσμού).

 

Τα παραπάνω μέτρα μπορούν να εφαρμοστούν κατάλληλα μετά από ολοκληρωμένη ανάλυση με βάση τον τύπο της αντλίας, την επιλογή υλικού και τις συνθήκες χρήσης του χώρου της αντλίας.