Способы устранения явлений захвата воздуха и кавитации в центробежных насосах из фторопластов

Thread Content

Способы устранения явлений застревания газа и аэроэрозии в центробежных насосах из фторопластов. Застревание газа в центробежном насосе: прежде всего, перед началом работы насоса его необходимо заполнить жидкостью. Затем запускается насос – лопасти ротора быстро вращаются, и они заставляют жидкость двигаться. При этом жидкость под действием инерции стремится вытекать к внешнему краю ротора. В то же время ротор засасывает жидкость из зоны всасывания. В процессе движения жидкость обтекает лопасти; при этом она оказывает на лопасти силу, направленную вверх. Лопасти, в свою очередь, оказывают на жидкость силу, равную по величине, но противоположную по направлению. Эта сила совершает работу над жидкостью, что позволяет ей получить энергию и вытекать из ротора. При этом как кинетическая, так и потенциальная энергия жидкости увеличиваются. Химические центробежные насосы передают механическую энергию двигателя жидкости за счет действия вращающегося рабочего колеса на нее. Благодаря действию химической центробежной помпы, при движении жидкости от входа в лопатки до выхода из них её скорость и потенциальная энергия увеличиваются. Жидкость, выталкиваемая лопатками, проходит через камеру выталкивания, где большая часть её скоростной энергии преобразуется в потенциальную энергию; затем жидкость транспортируется по выпускным трубопроводам. В это время у входа в лопатки из-за выталкивания жидкости образуется вакуум или низкое давление. Под действием давления на поверхности жидкости в резервуаре она поступает во вход лопаток. Таким образом, вращающиеся лопатки непрерывно всасывают и выталкивают жидкость. При запуске химического центробежного насоса, если внутри насоса находится воздух, то из-за низкой плотности воздуха сила центробежной силы, возникающая при вращении, оказывается недостаточной. В результате в области центра лопастей не формируется достаточно низкого давления, чтобы засосать жидкость из резервуара в насос. Поэтому даже при запуске насоса он не может перекачивать жидкость. Это явление называется газовым зажимом. Это означает, что химические центробежные насосы не обладают способностью к самовсасыванию, поэтому перед запуском в их корпус необходимо налить жидкость. Чтобы предотвратить явление захвата газа, перед запуском необходимо заполнить корпус жидкостью. Необходимо обеспечить надежную герметизацию корпуса; краны для заливки воды и душевые форсунки не должны протекать — уровень герметичности должен быть высоким. В всасывающей трубке химического центробежного насоса установлен запорный клапан, предотвращающий вытекание жидкости, налитой перед запуском, изнутри насоса. Фильтрующая сетка предотвращает попадание твердых частиц из жидкости. В выпускной трубопровод встроен регулирующий клапан, предназначенный для включения/выключения насоса и регулировки расхода. Входное отверстие химического центробежного насоса размещается под уровнем жидкости, которая должна быть перекачиваема; в этом случае жидкость сама поступает в насос. Кавитация в химических центробежных насосах: при нерациональном расположении химического центробежного насоса возникает слишком низкое давление у входа в насос. Когда давление у входа падает до уровня насыщенного парового давления жидкости при данной температуре, происходит её кипение. Образующиеся пузырьки пара при движении жидкости от входа к периферии быстро конденсируются из-за резкого повышения давления, что приводит к обратному процессу – мгновенному разрушению пузырьков. Это приводит к тому, что окружающая жидкость с большой скоростью устремляется к центру пузыря, создавая импульсы с высокой частотой и очень высоким мгновенным давлением. Это вызывает износ поверхности оборудования и его коррозию. Такое явление называется эрозией под действием пузырьков воздуха. В общем случае, когда насос работает, если по той или иной причине абсолютное давление жидкости в определенной области прохода жидкости снижается до уровня давления парообразования жидкости при данной температуре, жидкость начинает испаряться в этой области. В результате образуется большое количество пара, который формирует пузыри. Когда жидкость, содержащая множество пузырей, движется дальше через зону высокого давления внутри ротора, высокое давление жидкости вокруг пузырей приводит к их быстрому сжатию и разрыву. При конденсации и разрыве пузырьков частицы жидкости с очень высокой скоростью заполняют образовавшиеся полости. В этот момент возникает сильный ударный импульс, который с огромной частотой воздействует на поверхность металла. Интенсивность ударного напряжения может достигать нескольких сотен–тысяч атмосфер, а частота ударов — нескольких десятков тысяч раз в секунду. В серьезных случаях это может привести к пробитию стенки металла. Вред процесса кавитации: ударные волны, возникающие при кавитации и достигающие лопастей ротора и корпуса насоса, в сочетании с химической коррозией металла, вызванной небольшим количеством растворенного кислорода в жидкости, способны со временем привести к появлению пятен и трещин на поверхности, а также к ее постепенному отслоению ； При кавитации также возникает шум, что приводит к вибрации корпуса насоса и может снизить его эффективность ； В то же время из-за образования пара удельная плотность жидкости снижается, в результате чего снижаются фактический расход жидкости, давление на выходе и эффективность работы устройства. В серьезных случаях это может привести к полной невозможности выдачи жидкости. Основные причины кавитации: 1. Слишком высокая температура переносимой среды. 2. Слишком большой расход, то есть выходной клапан открыт слишком широко. 3. Вопросы выбора, включая выбор насоса, материала насоса и т. д. 4. Чрезмерное сопротивление в импортных трубопроводах или слишком малый диаметр труб. 5. Слишком большая высота установки влияет на объем всасываемой жидкости насосом. Способы устранения эрозии: 1. Снизить высоту монтажа. 2. Снижение температуры транспортируемой среды. 3. Пересмотреть выбор насоса или усовершенствовать некоторые его компоненты, например, использовать материалы, устойчивые к кавитации. 4. Удалите посторонние предметы из входного трубопровода, чтобы обеспечить свободный проток, или увеличьте диаметр трубы.