ظاهرة التجويف من مضخات الفص والمضخات المتجانسة

التجويف ضار جدا للمضخات! إذن ، ما هو التجويف؟ ما هي المخاطر؟ ما هي الأجزاء المعرضة للتجويف؟

ما هو التجويف؟

عندما ينخفض ​​الضغط المحلي للسائل في المضخة إلى الضغط الحرج ، سيتم إنشاء الفقاعات في السائل. التجويف هو العملية بأكملها لتجميع الفقاعات والحركة والانقسام والقضاء. الضغط الحرج قريب بشكل عام من ضغط التبخير.

مخاطر التجويف

أ. تآكل المكونات الزائدة

هناك سببان للتآكل:

أولاً ، نظرًا لتأثير التردد العالي (600-25000 هرتز) الناتج عن انفجار الفقاعات ، يصل الضغط إلى 49 ميجا باسكال ، مما يؤدي إلى التآكل الميكانيكي لسطح المعادن ؛

ثانياً ، بسبب إطلاق الحرارة أثناء التبخير وعمل بطارية فرق درجة الحرارة ، يحدث التحلل المائي ، مما يؤدي إلى أكسدة الأكسجين في التآكل المعدني والكيميائي.

ب. تدهور أداء المضخة

أثناء تجويف المضخة ، يتم إزعاج تبادل الطاقة داخل المكره وتدميره ، ويتم تمثيل الخصائص الخارجية بمنحنى QH ، QP ، Q- قطرات المنحنى ، وفي الحالات الشديدة ، يمكن أن تقاطع التدفق السائل في المضخة ومنعه ومنع ذلك من العمل.

لسرعات محددة منخفضة ، نظرًا لقنوات التدفق الضيقة والطويلة بين الشفرات ، بمجرد حدوث التجويف ، تملأ الفقاعات قناة التدفق بأكملها ، وسوف ينخفض ​​منحنى الأداء فجأة.

لسرعات متوسطة إلى عالية ، يكون مسار التدفق قصيرًا وواسعًا ، لذلك هناك عملية انتقالية للفقاعات لتطوير وملء مسار التدفق بالكامل. يبدأ منحنى الأداء المقابل بانخفاض بطيء ، ثم يزيد إلى معدل تدفق معين قبل انخفاض حاد.

NPSH ورأس الشفط

عندما تعمل المضخة ، فإن السائل عند مدخل المكره سيولد بخار تحت ضغط فراغ معين. سوف تتسبب الفقاعات البخارية في تآكل على سطح المعدن من المكره تحت حركة تأثير الجسيمات السائلة ، وبالتالي إتلاف المكره والمعادن الأخرى. في هذا الوقت ، يسمى ضغط الفراغ بالضغط التبخير ، ويشير هامش التجويف إلى الطاقة الزائدة لكل وحدة وزن السائل عند مدخل المضخة الذي يتجاوز ضغط التبخير ، ويتم التعبير عنه في العدادات والتعبير عنه في (NPSH) R.

رأس الشفط هو NPSH Δ H الضروري: درجة الفراغ التي يُسمح للمضخة بامتصاص السائل ، وهو ارتفاع التثبيت المسموح به للمضخة ، بالأمتار. رفع الشفط = الضغط الجوي القياسي (10.33 متر) - NPSH - هامش السلامة (0.5 متر) - خط أنابيب ضغط الضغط في الغلاف الجوي القياسي طوله 10.33 متر.

على سبيل المثال ، إذا كان هامش التجويف لمضخة معينة 4.0 متر ، احسب رأس الشفط Δ h

الحل: Δ H = 10.33-4.0-0.5 = 5.83 متر

الوحدات ورسائل القياس ذات الصلة:

يشير NPSH إلى الفرق بين الرأس الكلي للسائل في مدخل المضخة ورأس الضغط الذي يتبخر فيه السائل ، مع التعبير عن أمتار (عمود الماء) و (NPSH). يمكن تقسيمها إلى الفئات التالية:

• NPSHA - بدل تجويف الجهاز المعروف أيضًا باسم بدل التجويف الفعال ، كلما كان أكبر عرضة للتجويف ؛

• NPSHR - هامش تجويف المضخة ، والمعروف أيضًا باسم هامش التجويف الضروري أو انخفاض الضغط الديناميكي لمدخل المضخة ، وأصغر أداء مضاد للمقاومة أفضل ؛

• NPSHC - بدل التجويف الحرج ، والذي يشير إلى بدل التجويف المقابل لقيمة معينة من انخفاض أداء المضخة ؛

• [NPSH] - بدل التجويف المسموح به هو بدل التجويف المستخدم لتحديد شروط استخدام المضخة ، عادة [NPSH] = (1.1 ~ 1.5) NPSHC.

الفرق بين NPSHA و NPSHR

ينقسم هامش التجويف إلى هامش تجويف فعال NPSHA وهامش التجويف الضروري NPSHR. إن NPSH المطلوبة للمضخة هي سمة من سمات المضخة ويتم تحديدها حسب التصميم ، في حين يتم تحديد NPSH الفعال للمضخة بواسطة خط أنابيب العملية.

بالنسبة لمضخة معينة ، يسمى NPSHR المطلوب بسرعة معينة ومعدل التدفق NPSHR المطلوب. يُعرف أيضًا باسم هامش التجويف بالمضخة ، وهو معلمة أداء التجويف المحددة التي تحتاجها المضخة إلى تحقيقها.

يرتبط NPSHR بالتدفق الداخلي لمضخة المستحلب ، ومضخات الفص ، ومضخات الفص الدوارة ويتم تحديدها بواسطة رأس المضخة نفسها. يتمثل معناها المادي في الإشارة إلى درجة انخفاض ضغط السائل في مدخل المضخة ، وهو التأكد من أن المضخة لا تواجه التجويف. مطلوب أن يكون وزن وحدة السائل في مدخل المضخة لديه طاقة زائدة تتجاوز رأس ضغط التبخير.

يجب أن تكون NPSH مستقلة عن معلمات الجهاز وترتبط فقط بمعلمات الحركة (VO ، WO ، WK ، إلخ) لمدخل المضخة ، والتي يتم تحديدها بواسطة المعلمات الهندسية بسرعة معينة ومعدل تدفق. هذا يعني أن NPSHR يتم تحديده بواسطة المعلمات الهندسية للمضخة نفسها (غرفة الشفط ومدسم المكره).

بالنسبة لمضخة معينة ، بغض النظر عن الوسيلة (باستثناء الوسائط اللزجة التي تؤثر على توزيع السرعة) ، عند التدفق عبر مدخل المضخة بسرعة معينة ومعدل تدفق ، هناك نفس انخفاض الضغط بسبب نفس السرعة ، أي NPSHR هو نفسه. لذلك NPSHR مستقلة عن خصائص السائل (دون النظر في العوامل الديناميكية الحرارية).

أصغر NPSHR ، وأصغر انخفاض الضغط. مطلوب NPSHA الذي يجب أن يوفره الجهاز ليكون صغيرًا ، وبالتالي كلما كان أداء التجويف المضاد للمضخة أفضل. لذلك ، يمثل R المطلوب ويتم تحديده بواسطة جسم المضخة ، ويرتبط بشكل خاص بالسرعة ، شكل المكره ، إلخ ؛

يشير هامش التجويف الفعال إلى هامش التجويف الذي تحدده شروط تركيب المضخة ، والتي يتم التعبير عنها عادةً باسم NPSHA. المعروف أيضًا باسم هامش تجويف الجهاز ، هو الطاقة الزائدة لكل وحدة وزن السائل المقدمة من جهاز الشفط في مدخل المضخة الذي يتجاوز رأس ضغط التبخير.

كلما زاد عدد NPSHA ، قل احتمال تجربة التجويف. يرتبط حجم NPSH الفعال بمعلمات الجهاز والخصائص السائلة (P ، PV ، إلخ). نظرًا لأن الخسارة الهيدروليكية لجهاز الشفط يتناسب مع مربع معدل التدفق ، فإن NPSHA يتناقص مع زيادة معدل التدفق.

لذلك ، يمثل A متاحًا ومتاحًا ، والذي يتم تحديده بواسطة النظام وخطوط الأنابيب ويجب حسابه بدقة ؛

لضمان عدم تنشيط المضخة ، يجب أن تكون NPSHA أكبر من NPSHR. يعتمد الحجم المحدد على تجربة أنواع مختلفة من المضخات. بشكل عام ، تتم إضافة رأس زائد من 0.5-1M إلى NPSH المطلوبة للمضخة مثل NPSH المسموح به.

كمؤسسة لبحوث وتصنيع معدات نقل السوائل غير النيترونية ، حصلت Durrex Pumps على 56 براءة اختراع وطنية ، بما في ذلك 11 براءة اختراع. قامت الشركة بتطوير مضخات دوار ومضخات متجانسة ومضخات طحن ومضخات الفص المطاطية والمضخات المغناطيسية وغيرها من المنتجات ، مما يوفر معدات نقل السوائل والخدمات الفنية لأكثر من 10000 عميل في جميع أنحاء العالم.