Кавитация в насосах и допустимая высота всасывания

Таблица 7.1 - Рекомендуемые скорости движения воды

При построении характеристики внешней сети удобно воспользоваться формулой:

H_c = H_r + R_cR²,

или, принимая R_c = H_п/Q² получим

H_c = H_r + R_cQ², (7.6)

где H_r – геодезическая высота, Q – подача, м³/с.

Используя графоаналитический метод, совместим в одном масштабе напорную характеристику насоса H=ƒ(R) и характеристику сети H_c=H_r+R_сQ². Точка пересечения и определит фактический режим данной насосной установки на заданную сеть.

Одним из основных условий нормальной работы гидравлических систем является отсутствие кавитации. Для этого необходимо, чтобы давление в любой точке потока жидкости было больше давления насыщенного пара.

Жидкость движется во всасывающем тракте насоса под воздействием давления на свободную поверхность воздухозаборника. Величина этого давления всегда ограниченна и чаще всего равна атмосферному давлению.

В обычных конструкциях центробежных насосов наименьшее давление наблюдается близ входа в цилиндрическое сечение рабочего колеса на вогнутой стороне лопастей, т.е. там, где относительная скорость ω и соответствующая ей кинетическая энергия ω²/2, Дж/кг, достигают наибольших значении рисунок 7.11, зона А. Если в зоне А давление оказывается равным или меньшим давления насыщенного пара, соответствующего температуре всасываемой жидкости, то возникает явление, называемое кавитацией.

Физическая картина кавитации состоит во вскипании жидкости в зоне пониженного давления и в последующей конденсации паровых пузырьков при выносе кипящей воды в область повышенного давления. При этом кавитационный процесс распространен по некоторой длине потока. Кавитация может быть местным процессом, в тех случаях, когда давление в сечении пульсирует около среднего значения, равного давлению насыщенного пара при температуре всасываемой жидкости. В этом случае процессы вскипания и конденсации паровых пузырьков протекают с большой частотой, пульсирующим образом.