В потоке жидкости при переходе в трубопровод меньшего диаметра увеличивается скорость движения и снижается статическое давление Рст• Если при этом статическое давление будет меньше РкиП9 то поток, вследствие образования паров вторичного вскипания, становится двухфазным. Фор. мирование процесса кипения возможно на центрах кипения с образованием отдельных пузырьков. Концентрация пузырьков пара вторичного вскипания определяется степенью снижения давления по отношению к давлению кипения. Нарушение сплошности течения жидкости, т.е. вскипание ее в зоне пониженного давления и образование «пустот», в технике называется кавитацией (от лат. cavitas - пустота). При перемещении двухфазного потока далее в зону Рст > Ркип пузырьки пара будут конденсироваться (рис. 4.53).
|
Рис. 4.53. К определению кавитации |
Возможны два варианта конденсации пузырьков пара: в потоке и на ограничивающей канал поверхности (при налипании пузырька на эту поверхность). Конденсация пара в пузырьках осуществляется за короткий промежуток времени. При ликвидации пузырька жидкость устремляется к его центру. Микропотоки встречаются в одной точке. В момент смыкания объема формируется резкое силовое взаимодействие между микропотоками и вследствие несжимаемости жидкости, формируется микрогидравлический удар. По современным данным, в точке смыкания микропотоков развивается давление в несколько МПа.
Конденсация пара в пузырьке, налипшем на поверхность, приводит к тому, что равнодействующая сил взаимодействия смыкающихся микропотоков приложена в точке этой поверхности. В насосных установках это поверхность металла конструктивных элементов арматуры, трубопроводов или насоса. Микроудар, приложенный к поверхности металла, вызывает местное нарушение его структуры или даже локальное разрушение. Это явление в технике называется
ПИТТИНГОМ.
Исследования кавитации показывают, что она сопровождается термическими и электрохимическими процессами, существенно влияющими на последствия микрогидравлического удара на поверхности металла. Естественно, что при повышении давления повышается и температура. При повышении температуры интенсифицируются и электрохимические процессы.
Кавитация внешне проявляет себя повышением шума, внутренним треском, появлением вибрации или ее усилением, а при развитой кавитации в насосных установках наблюдаются удары. Вредное действие кавитации проявляется не только в ее разрушительном характере. У нагнетателя, подвергающегося действию кавитации, существенно снижается коэффициент полезного действия.
В насосных установках наиболее вероятной зоной формирования кавитации является всасывающая полость рабочего колеса. Именно в ней и необходимо обеспечить условие Рствс > Ркип . Это условие является обязательным, но недостаточным для обеспечения полной гарантии невозникновения кавитации.
Досаточное условие: Рmin > Ркип
Рmin-давление на входе в рабочее колесо
Методы предупреждения кавитации. Это прежде всего:
- тщательное профилирование проточных каналов нагнетателя 1 на стадии его разработки; соблюдение технических требований раз* работника насоса при его изготовлении производителем. Это позволяет применять на практике совершенные образцы насосов и снизить вероятность появления кавитации;
правильный выбор высоты всасывания (с учетом кавитационного запаса); при высокой температуре перемещаемой жидкости следует применять установку насоса «под залив», т.е. ниже уровня забора жидкости;
ограничение скорости в проточных частях насосов. Это достигается путем учета зависимости Н=f(G) при назначении режима работы насоса и выборе высоты всасывания. Зависимость Н=f(G) обычно представлена в заводских характеристиках насосов;
экешгуатация насосов в режимах, близких к расчетным. Увеличение подачи насоса при сохранении существующей высоты всасывания может привести к формированию кавитационного режима;
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
