Hvað er kavitation?Hvernig á að bæta ráðstafanir gegn kavitation?

 

• Hvað er kavitation?

Kavitation er skaðlegt ástand sem kemur oft fyrir í miðflótta dælueiningum. Kavitation getur dregið úr skilvirkni dælunnar, valdið titringi og hávaða og leitt til alvarlegra skemmda á hjóli dælunnar, dæluhúsi, skafti og öðrum innri hlutum. Kavitation á sér stað þegar vökvaþrýstingur í dælunni fer niður fyrir gufuþrýstinginn, sem veldur því að gufubólur myndast á lágþrýstingssvæðum. Þessar gufubólur geta hrunið kröftuglega eða „sprungið“ þegar þær fara inn á háþrýstisvæðið. Þetta getur valdið vélrænni skemmdum innan dælunnar, búið til veika punkta sem eru viðkvæmir fyrir veðrun og tæringu og skert afköst dælunnar.

 

Skilningur og innleiðing á aðferðum til að draga úr kavitation er mikilvægt til að viðhalda rekstrarheilleika og endingartíma miðflóttadæla.

 

• Tegundir kavitation í miðflóttadælum

 

1. Vaporization cavitation.Einnig þekkt sem „klassískt kavitation“ eða „net jákvætt soghaus tiltækt (NPSHa) kavitation,“ þetta er algengasta tegundin af kavitation. Miðflóttadælur auka hraða vökvans þegar hann fer í gegnum sogholið á hjólinu. Hraðaaukningin jafngildir lækkun á þrýstingi vökvans. Þrýstiminnkunin getur valdið því að eitthvað af vökvanum sjóði (gufi upp) og myndar gufubólur sem hrynja kröftuglega saman og mynda örsmáar höggbylgjur þegar þær ná háþrýstisvæðinu.

 

2. Turbulent cavitation.Íhlutir eins og olnbogar, lokar og síur í lagnakerfinu henta hugsanlega ekki fyrir magn eða eðli vökvans sem dælt er upp, sem getur skapað hringiður, ókyrrð og þrýstingsmun í vökvanum. Þegar þessi fyrirbæri eiga sér stað við dæluinntakið geta þau beinlínis veðrað innan dælunnar eða valdið því að vökvinn gufar upp.

 

3. Blade syndrome cavitation.Einnig þekkt sem „bladpass-heilkenni“, þessi tegund af kavitation á sér stað þegar þvermál hjólsins er of stórt eða innri húð dæluhlífarinnar er of þykk/innra þvermál dæluhlífarinnar er of lítið. Annaðhvort eða báðar þessar aðstæður munu minnka plássið (rýmið) innan dæluhlífarinnar niður fyrir viðunandi mörk. Minnkun á úthreinsun innan dæluhússins veldur auknum vökvahraða, sem leiðir til lækkunar á þrýstingi. Lækkun á þrýstingi getur valdið því að vökvinn gufar upp og myndar holrúmbólur.

 

4. Innri endurrás Cavitation.Þegar dæla getur ekki losað vökva með tilskildum flæðishraða, veldur það því að hluti eða allur vökvinn fer í hringrás um hjólið. Endurrennt vökvinn fer í gegnum lág- og háþrýstingssvæði, myndar hita, mikinn hraða og myndar uppgufunarbólur. Algeng orsök innri endurrásar er að keyra dæluna með dæluúttaksventil lokaðan (eða á lágu rennsli - Dælustofa athugasemd 1).

 

5. Kavitation í lofti.Hægt er að draga loft inn í dæluna í gegnum bilaðan loka eða lausa festingu. Þegar komið er inn í dæluna hreyfist loftið með vökvanum. Hreyfing vökvans og lofts getur myndað loftbólur sem „sprungið“ þegar þær verða fyrir auknum þrýstingi dæluhjólsins.

 

• Hver er hættan af kavitation?

 

1. Tæring gegnumstreymishluta:

(1) Vegna hátíðni (600 ~ 25000HZ) högg sem myndast þegar loftbólur springa, er þrýstingurinn allt að 49Mpa, sem veldur vélrænni veðrun á málmyfirborðinu.

 

(2) Þar sem hiti losnar við uppgufun og vatnsrof á sér stað vegna hitamismunar rafhlöðuáhrifa, oxar framleitt súrefni málminn og veldur efnafræðilegri tæringu.

 

2. Afköst dælunnar minnkar:

Þegar dælukavitation á sér stað truflast orkuskiptin í hjólinu og eyðileggjast og ytri eiginleikar koma fram þegar QH ferillinn, QP og Qn ferillinn minnkar. Í alvarlegum tilfellum mun flæðið í dælunni truflast og það virkar ekki.

 

Fyrir lágan tiltekinn hraða, þar sem flæðisrásin á milli blaðanna er þröng og löng, þegar kavitation á sér stað, fylla loftbólurnar alla flæðisrásina og árangursferillinn lækkar skyndilega.

 

Fyrir miðlungs og mikinn tiltekinn hraða er flæðisrásin stutt og breið, þannig að það tekur umbreytingarferli fyrir loftbólur að myndast frá því að það gerist til að fylla alla flæðisrásina. Samsvarandi frammistöðuferill byrjar að lækka hægt og lækkar síðan verulega þegar hann eykst upp í ákveðið flæði.

 

• Aðgerðir til að bæta holamyndun

 

1. Ráðstafanir til að bæta frammistöðu gegn kavitation miðflótta dælunnar:

(1) Bættu burðarvirkishönnunina frá sogporti dælunnar að hjólinu. Auka flæðisvæðið; auka sveigjuradíus inntakshluta hjólhlífarhlífarinnar til að draga úr hraðri hröðun og þrýstingsfalli vökvaflæðisins; minnkaðu þykkt blaðinntaksins á viðeigandi hátt og hringdu blaðinntakið til að gera það nálægt straumlínulöguninni, sem getur einnig dregið úr hröðun og þrýstingsfalli flæðisins um blaðhausinn; bæta yfirborðsáferð hjólsins og blaðinntaksins til að draga úr viðnámstapi; teygðu inntaksbrún blaðsins að inntakinu á hjólið þannig að vökvaflæðið fái vinnu fyrirfram og eykur þrýstinginn.

 

(2) Fremri hvati er notaður til að láta vökvaflæðið virka fyrirfram í fremri hvata til að auka vökvaflæðisþrýstinginn.

 

(3) Með því að nota tvísogshjól fer vökvaflæðið inn í hjólið frá báðum hliðum hjólsins á sama tíma, þannig að inntaksþversniðið er tvöfaldað og inntaksflæðishraðinn má helminga.

 

(4) Hönnunarvinnuskilyrðið samþykkir örlítið stærra jákvætt árásarhorn til að auka inntakshorn blaðsins, draga úr beygju við blaðinntakið, draga úr stíflu blaðsins og auka inntakssvæðið; bæta vinnuskilyrði við mikið flæði til að draga úr flæðistapi. Hins vegar ætti jákvæða árásarhornið ekki að vera of stórt, annars mun það hafa áhrif á skilvirkni.

 

(5) Notaðu holaþolið efni. Æfingin sýnir að því meiri sem styrkur, hörku og seigja efnisins er, því betri er efnafræðilegur stöðugleiki og því sterkari er kavitunarþolinn árangur.

 

2. Ráðstafanir til að bæta skilvirka kavitation jaðar vökvainntaksbúnaðarins:

(1) Aukið þrýsting vökvayfirborðsins í vökvageymslutankinum fyrir framan dæluna til að auka skilvirka kavitation.

 

(2) Dragðu úr uppsetningarhæð sogbúnaðardælunnar.

 

(3) Skiptu um sogbúnaðinn upp á við í öfuga áveitubúnað.

 

(4) Dragðu úr flæðistapi í leiðslunni fyrir dæluna, svo sem að stytta leiðsluna eins mikið og mögulegt er innan tilskilins sviðs, draga úr flæðishraða í leiðslunni, fækka olnbogum og ventlum og auka ventlaopið eins og mikið og hægt er.

 

(5) Lækkaðu hitastig vinnslumiðilsins við dæluinntakið (þegar flutningsmiðillinn er nálægt mettunarhitastigi).

 

Hægt er að beita ofangreindum ráðstöfunum á viðeigandi hátt eftir alhliða greiningu byggða á dælugerð, efnisvali og aðstæðum dælunotkunarstaðarins.