Кавитация в насосах

Явление кавитации возникает в результате нарушения сплошности потока за счет образования пустот (пузырьков), заполненных парами воды или газов в местах пониженного давления. При переходе в зону повышенного давления происходит мгновенное «захлопывание» пузырьков, имеющее характер микровзрывов.

В результате этого происходит резкое увеличение гидравлических потерь, а микровзрывы разрушают материал рабочего колеса и корпуса насоса. Кавитация сопровождается характерным шумом и снижением коэффициента полезного действия.

Чем ниже давление на входе в насос, то есть чем ближе это значение к давлению насыщенных водяных паров, тем больше вероятность возникновения кавитации.

Кавитация возникает при недопустимо большой геометрической высоте всасывания или из-за увеличения сопротивления всасывающего трубопровода, из-за повышения температуры воды.

При снятии кавитационной характеристики необходимо определить критическую величину давления на входе в насос, при котором начинают наблюдаться явления кавитации. Эта величина принимает разные значения при изменении подачи насоса, поэтому для каждого значения подачи Q проводят отдельный опыт.

На насосной установке (рис.21) задвижкой 3 устанавливают определенное значение подачи Q и определяют значение КПД, как описано выше.

Затем задвижку 3 немного приоткрывают и также небольшим закрытием задвижки 4 восстанавливают подачу Q, снова определяют КПД. При каждом режиме наносят показания вакуумметра П_в и величину КПД на график (рис.23).

Опыты повторяют при все увеличивающемся вакууме; в каком-то из опытов при показании вакуумметра П_в,кр начнет резко снижаться КПД, что свидетельствует о кавитации.

Так как допустимая высота всасывания

,

из условия отсутствия кавитации

,

пренебрегая потерями напора во всасывающем трубопроводе, получим значение величины δ, входящей в кавитационный запас,

,

где Р_нас - давление насыщенных паров при температуре воды;

V_вс – скорость потока во всасывающем трубопроводе.