【Вопрос дня: насосное оборудование】Краткий ответ, 28.06.2019

Разница давлений, при которой насос в определенных условиях работы именно не подвергается кавитации, переведенная в высоту столба воды.

Прирост энергии на единицу массы жидкости у входа насоса, превышающий давление испарения, измеряется в метрах.

При работе насоса при входе в лопасти происходит испарение жидкости под действием определенного вакуумного давления. Испаряющиеся пузырьки под действием ударов частиц жидкости вызывают эрозию металлических поверхностей, таких как лопасти, что приводит к их повреждению. Вакуумное давление называется давлением испарения. Остаточное давление против кавитации — это эквивалентная энергия на единицу массы жидкости у входа в насос, превышающая давление испарения; измеряется в метрах.

При работе насоса при входе в лопасти происходит кипение жидкости под действием определенного вакуумного давления. Возникающие паровые пузырьки под действием ударов частиц жидкости разрушают металлические поверхности, такие как лопасти насоса. Такое явление называется кавитацией. Показатель кавитационного запаса представляет собой избыточную энергию на единицу массы жидкости у входа в насос, превышающую давление кипения; его измеряют в метрах и обозначают как (NPSH)r. Глубина всасывания соответствует необходимому запасу против образования кавитации Δh: это уровень вакуума, при котором насос может всасывать жидкость, а также максимальная высота установки насоса; единица измерения — метры. Глубина всасывания = стандартное атмосферное давление (10,33 м) – запас против кавитации – запас безопасности (0,5 м). Стандартное атмосферное давление позволяет создать вакуум на длину 10,33 м в трубопроводе.

При работе насоса при входе в лопасти происходит кипение жидкости под действием определенного вакуумного давления. Возникающие паровые пузырьки под действием ударов частиц жидкости разрушают металлические поверхности, такие как лопасти насоса. Такое явление называется кавитацией. Показатель кавитационного запаса представляет собой избыточную энергию на единицу массы жидкости у входа в насос, превышающую давление кипения; его измеряют в метрах и обозначают как (NPSH)r. Глубина всасывания соответствует необходимому запасу против образования кавитации Δh: это уровень вакуума, при котором насос может всасывать жидкость, а также максимальная высота установки насоса; единица измерения — метры. Глубина всасывания = стандартное атмосферное давление (10,33 м) – запас против кавитации – запас безопасности (0,5 м). Стандартное атмосферное давление позволяет создать вакуум на длину 10,33 м в трубопроводе.

При работе насоса при входе в лопасти происходит кипение жидкости под действием определенного вакуумного давления. Возникающие паровые пузырьки под действием ударов частиц жидкости разрушают металлические поверхности, такие как лопасти насоса. Такое явление называется кавитацией. Показатель кавитационного запаса представляет собой избыточную энергию на единицу массы жидкости у входа в насос, превышающую давление кипения; его измеряют в метрах и обозначают как (NPSH)r. Глубина всасывания соответствует необходимому запасу против образования кавитации Δh: это уровень вакуума, при котором насос может всасывать жидкость, а также максимальная высота установки насоса; единица измерения — метры. Глубина всасывания = стандартное атмосферное давление (10,33 м) – запас против кавитации – запас безопасности (0,5 м). Стандартное атмосферное давление позволяет создать вакуум на длину 10,33 м в трубопроводе. Наддувной запас — это разница между общим гидравлическим напором жидкости у входа в насос и напором, необходимым для её кипения. Единицей измерения является метр (столб воды); этот показатель обозначается как NPSH. Существует несколько видов наддувного запаса: NPSHa — это наддувной запас устройства, также называемый эффективным наддувным запасом; чем он выше, тем меньше вероятность возникновения эффекта кавитации ； NPSHr — запас против кавитации насоса, также называемый необходимым запасом против кавитации или динамическим падением давления у входа в насос; чем меньше его значение, тем лучше способность насоса противостоять кавитации ； NPSHc — критический запас против кавитации, представляет собой запас против кавитации, при котором происходит определенное снижение эффективности насоса ； ——Допустимый запас против кавитации — это запас против кавитации, используемый для определения условий работы насоса; обычно он принимается равным (1,1–1,5) NPSHc. Определение кавитации: при работе центробежного насоса давление жидкости снижается от входа в насос до входа в лопатки. В точке K, расположенной недалеко от входа в лопатки, давление жидкости pK достигает минимального значения. После этого, благодаря работе ротора над жидкостью, её давление быстро повышается. Когда давление pK вблизи входа лопастей ротора меньше давления насыщенного пара pv при температуре перекачиваемой жидкости, жидкость испаряется. В то же время происходит выделение газов, растворенных в жидкости. Они образуют множество пузырьков. Когда пузырьки перемещаются вместе с жидкостью в области с более высоким давлением, давление жидкости снаружи превышает давление парообразования внутри пузырька. В результате пузырек снова конденсируется и разрушается, образуя вакуумную полость. В тот момент окружающая жидкость с огромной скоростью устремляется в эту полость, что приводит к столкновениям частиц жидкости друг с другом и к резкому повышению локального давления (иногда оно может достигать сотен атмосфер). Таким образом не только нарушается нормальный поток жидкости, но и, что ещё более серьезно, если эти пузыри лопаются вблизи стенок ротора, жидкость, подобно множеству маленьких снарядов, постоянно ударяет по металлической поверхности. Частота ударов очень высока (у некоторых случаев она достигает 2000–3000 Гц), в результате чего поверхность металла разрушается из-за усталости от ударов. Если в пузырьках присутствуют какие-либо активные газы (например, кислород), то при конденсации пузырьков выделяется тепло (местная температура может достигать 200–300°C). Это приводит к образованию термопар, что способствует процессу электролиза и, в результате, к электрохимической коррозии. Это ещё больше ускоряет процесс разрушения металла. Упомянутый выше комплексный процесс, при котором жидкость испаряется, конденсируется, создаются ударные нагрузки, что приводит к высокому давлению, высокой температуре и высокочастотным ударам, в результате чего металлические материалы подвергаются механическому разрушению и электрохимической коррозии, называется кавитацией. Место в центробежном насосе, где наиболее часто возникает эффект кавитации: а) передняя крышка рабочего колеса, в месте наибольшей кривизны, с низкодавлительной стороны, рядом с краем входа лопастей ； б. Разделительные стенки винтовой части и направляющие лопатки в камере прессования, расположенные на низкодавлежной стороне у входного края ； в) Зазор между внешней поверхностью края лопасти ротора с высоким коэффициентом оборотов и корпусом, а также низкодавлительная сторона края лопасти при отсутствии передней крышки ； д. Лопасть первого ступеня в многоступенчатом насосе. Что такое запас против кавитации? Что такое высота всасывания? Каковы собственные единицы измерения и обозначающие их буквы? Ответ: При работе насоса из-за определенного вакуумного давления у входа в лопасти происходит кипение жидкости. Образующиеся пузырьки пара под действием ударов частиц жидкости приводят к образованию трещин на металлических поверхностях, таких как лопасти, что в свою очередь разрушает эти поверхности. Вакуумное давление называется давлением кипения. Резерв против аэрозоля представляет собой запас энергии на единицу массы жидкости у входа в насос, который превышает давление кипения. Единица измерения — метр жидкостного столба, обозначается как (NPSH)r. Глубина всасывания представляет собой необходимый запас против кавитации Δ/h: это уровень вакуума, при котором насос может всасывать жидкость, а также максимальная геометрическая высота установки насоса. Единица измерения — метры. Глубина всасывания = стандартное атмосферное давление (10,33 м) – запас против кавитации – потери в трубопроводе – запас на безопасность (0,5). Стандартное атмосферное давление позволяет создать вакуум на высоту 10,33 м в трубопроводе. Например, если у насоса запас против кавитации составляет 4,0 м, то глубина всасывания Δh будет равна: Δh = 10,33 – 4,0 – 0,5 = 5,83 м. Явление кавитации возникает, когда при определенной температуре давление снижается до уровня парообразования при этой температуре; в результате в жидкости образуются пузыри. Это явление образования пузырьков называется кавитацией. Пузыри, образующиеся при кавитации, при движении в зоны высокого давления сокращаются в объеме и в итоге лопаются. Это явление, при котором из-за повышения давления пузырьки исчезают в жидкости, называется кавитационным разрушением. При работе насоса, если в какой-либо локальной области его участка, через который проходит жидкость (обычно немного позади входа лопастей ротора), по тем или иным причинам абсолютное давление жидкости снижается до уровня давления кипения жидкости при данной температуре, жидкость начинает кипеть в этой области. В результате образуется большое количество пара, что приводит к возникновению пузырьков. Когда жидкость, содержащая множество пузырьков, движется дальше через зону высокого давления внутри ротора, высокое давление жидкости вокруг пузырьков заставляет их резко сжиматься и в конце концов разрываться. При застывании и разрыве пузырьков частицы жидкости с огромной скоростью заполняют образовавшиеся полости. В этот момент возникает сильный ударный импульс, который с высокой 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. Процесс, при котором в насосе образуются пузыри, а их разрыв приводит к повреждению деталей, через которые проходит жидкость, называется кавитацией в насосе. При возникновении кавитации в насосе это не только приводит к повреждению его рабочих элементов, но также вызывает шум и вибрации. Это снижает эффективность насоса; в серьезных случаях это может привести к прерыванию подачи жидкости в насос, что делает его непригодным для работы. Меры по повышению устойчивости к аэроэрозии а. Меры по повышению устойчивости самого центробежного насоса к аэроэрозии (1) Улучшение конструкции участка от впускного отверстия насоса до района лопастей. Увеличение площади прохождения тока ； Увеличение радиуса кривизны входной части крышки ротора способствует снижению резкого ускорения потока жидкости и падения давления ； Правильное уменьшение толщины входной части лопасти, а также сделание этой части более округлой, чтобы она приближалась к форме стремительной линии, также может способствовать снижению ускорения и падения давления в области верхней части лопасти ； Повышение чистоты поверхности рабочего колеса и входной части лопастей для снижения потерь на сопротивление ； Расположение входного края лопасти таким образом, чтобы он выступал в сторону входа в ротор, позволяет жидкости заранее подвергаться действию силы, что способствует повышению давления. (2) Используется входной индукционный колесо, которое заставляет жидкость совершать работу ещё до того, как она попадает в основную часть устройства, тем самым повышая давление жидкости. (3) Используется двухвпускной ротор, позволяющий жидкости поступать в него с обеих сторон одновременно; в результате площадь входного сечения удваивается, а скорость потока на входе снижается вдвое. (4) В условиях проектирования используется немного более больший угол направления потока, что позволяет увеличить угол входа лопастей, снизить их изгиб в зоне входа, уменьшить загрязнение лопастей и тем самым увеличить площадь входа ； Улучшить условия работы при больших расходах, чтобы снизить потери на течение. Однако угол попадания не должен быть слишком велик, иначе это снизит эффективность. (5) Использовать материалы, устойчивые к аэроэрозии. Практика показывает, что чем выше прочность, твердость и ударопрочность материала, тем лучше его химическая стабильность и тем сильнее его способность противостоять аэроэрозии. б. Меры по повышению эффективного запаса против аэрозоля у устройства подачи жидкости (1) Повышение давления на уровне жидкости в резервуаре перед насосом для увеличения эффективного запаса против аэрозоля. (2) Снизить высоту установки насоса всасывающего устройства. (3) Заменить устройство верхнего всасывания на устройство обратного заливания. (4) Снижение потерь на протекании жидкости в трубопроводах перед насосом. Например, необходимо максимально сократить длину трубопроводов, уменьшить скорость потока в них, уменьшить количество изгибов и клапанов, а также максимально увеличить степень открытия клапанов. (5) Снижение температуры рабочей среды у входа в насос (когда температура рабочей среды приближается к температуре насыщения). Вышеуказанные меры можно комплексно проанализировать с учетом таких факторов, как выбор насоса, материалы, из которых он изготовлен, и условия его эксплуатации, и применять их в соответствии с этим.

Это падение давления между входом насоса и точкой, расположенной немного позади лопастей рабочего колеса; единица измерения — метры

Недостаточный уровень кавитации, необходимый при заданных скорости вращения и расходе, называется минимальным уровнем кавитации и обозначается как NPSHr. Также называемый запасом против кавитации насоса, NPSHr связан с внутренними процессами потока в насосе и определяется самим насосом. Его физическое значение заключается в указании степени падения давления жидкости у входа в насос; это необходимо для предотвращения возникновения кавитации в насосе.

Разница в высоте между входом насоса и резервуаром с жидкостью

Наддувное давление — это избыточная энергия на единицу массы жидкости у входа в насос, превышающая давление кипения; измеряется в метрах и обозначается как (NPSH)r. Глубина всасывания — это необходимый запас против кавитации Δh: это уровень вакуума, при котором центробежный насос может всасывать жидкость, а также максимальная высота установки насоса; единица измерения — метры. Глубина всасывания = стандартное атмосферное давление (10,33 м) – запас против кавитации – запас безопасности (0,5 м). Стандартное атмосферное давление позволяет создать вакуум на длину 10,33 м в трубопроводе. Параметр избыточного давления против кавитации представляет собой разницу между общим гидравлическим давлением жидкости у входа в насос и давлением, необходимым для её кипения. Единицей измерения является метр (столб воды); этот параметр обозначается как NPSH. Под NPSHr понимается необходимое избыточное давление против кавитации – параметр, который должен быть достигнут насосом для надлежащей работы. Чем меньше значение NPSHr, тем лучше способность насоса противостоять кавитации.

У входа в насос из энергии воды на единицу массы вычитается энергия, необходимая для преодоления давления испарения; это значение, выраженное в абсолютном давлении, является важным параметром для оценки способности насоса к забору воды.

Этот показатель означает количество энергии, которое должно иметь единица массы жидкости у входа в рабочее колесо насоса, чтобы предотвратить кавитацию. Эта энергия должна превышать давление кипения. Единицей измерения является метр. Существуют два вида этого показателя: NPSHr и NPSHa. NPSHr – это необходимый чистый положительный давление всасывания; его значение зависит от качества рабочего колеса насоса. У насосов с высоким качеством значение NPSHr меньше. NPSHa — это избыточная энергия на единицу массы жидкости у входа в ротор насоса, которую может обеспечить всасывающая линия насоса, чтобы предотвратить кавитацию. Эта энергия превышает давление кипения жидкости. Его численное значение зависит от качества впускной трубопроводной системы, а не от самого насоса.

Дополнительная энергия жидкости у входа насоса, превышающая давление насыщенного пара жидкости при рабочей температуре.

NPSHr называется необходимым запасом против аэрозоля; это характеристика самого насоса. Обычно считается, что она зависит только от конструкции насоса, но на самом деле она также связана с условиями работы и свойствами рабочей среды. Чем меньше этот показатель, тем лучше способность насоса противостоять аэрозолю

Запас против кавитации насоса, также называемый необходимым запасом против кавитации или динамическим падением давления у входа в насос, чем меньше, тем лучше его способность противостоять кавитации；

При работе насоса при входе в лопасти происходит испарение жидкости под действием определенного вакуумного давления. Образующиеся паровые пузырьки под действием ударов частиц жидкости приводят к износу металлических поверхностей, таких как лопасти, тем самым разрушая их. В этот момент вакуумное давление называется давлением испарения. Резерв против коррозии представляет собой запас энергии на единицу массы жидкости у входа в насос, который превышает давление испарения

Это важный параметр, предотвращающий возникновение кавитации в насосе. Проще говоря, чтобы насос работал нормально, давление среды, которая подается в насос, при соответствующей температуре должно быть выше необходимого запаса против кавитации насоса.

Это важный параметр, предотвращающий возникновение кавитации в насосе. Проще говоря, чтобы насос работал нормально, давление среды, которая подается в насос, при соответствующей температуре должно быть выше необходимого запаса против кавитации насоса.

Падение давления жидкости от входа насоса до точки, расположенной немного позади лопастей входного отверстия ротора; единица измерения — метры. Это падение давления обусловлено увеличением скорости потока жидкости. Чем меньше это значение, тем лучше насос способен контролировать падение давления. Следовательно, при поступлении жидкости в насос неизбежно возникает падение давления (NPSHR). Давление на входе в насос должно быть выше давления кипения жидкости + падения давления (NPSHR) + 0,5 метра запаса прочности (размер запаса прочности определяется в зависимости от конкретных условий, стандартов и требований заказчика). Только так давление жидкости у входа в лопатки насоса будет оставаться выше давления кипения жидкости, что предотвратит возникновение эрозии на входе в лопатки насоса.

Это падение давления между входом насоса и точкой, расположенной немного позади лопастей рабочего колеса; единица измерения — метры. Это падение давления возникает из-за увеличения скорости потока жидкости. Чем меньше этот показатель, тем лучше насос способен контролировать падение давления. Следовательно, при поступлении жидкости в насос неизбежно возникает падение давления (NPSHR). Давление на входе в насос должно быть выше давления кипения жидкости + падения давления (NPSHR) + 0,5 метра запаса прочности (размер запаса прочности определяется в зависимости от конкретных условий, стандартов и требований заказчика). Только так давление жидкости у входа в лопатки насоса будет оставаться выше давления кипения жидкости, что предотвратит возникновение эрозии на входе в лопатки насоса.