Η σπηλαίωση είναι πολύ επιβλαβής για τις αντλίες! Λοιπόν, τι είναι η σπηλαίωση; Ποιοι είναι οι κίνδυνοι; Ποια μέρη είναι επιρρεπείς σε σπηλαίωση;
Τι είναι η σπηλαίωση;
Όταν η τοπική πίεση του υγρού στην αντλία πέφτει στην κρίσιμη πίεση, θα δημιουργηθούν φυσαλίδες στο υγρό. Η σπηλαίωση είναι ολόκληρη η διαδικασία συσσωμάτωσης φυσαλίδων, κίνησης, διάσπασης και εξάλειψης. Η κρίσιμη πίεση είναι γενικά κοντά στην πίεση εξάτμισης.
Οι κίνδυνοι σπηλαίωσης
Α. Διάβρωση των υπερέντμων εξαρτημάτων
Υπάρχουν δύο λόγοι για τη διάβρωση:
Πρώτον, λόγω της πρόσκρουσης υψηλής συχνότητας (600-25000Hz) που παράγεται από την έκρηξη των φυσαλίδων, η πίεση φθάνει μέχρι 49MPa, με αποτέλεσμα τη μηχανική διάβρωση της μεταλλικής επιφάνειας.
Δεύτερον, λόγω της απελευθέρωσης θερμότητας κατά τη διάρκεια της εξάτμισης και της δράσης μιας μπαταρίας διαφοράς θερμοκρασίας, συμβαίνει υδρόλυση, με αποτέλεσμα την οξείδωση οξυγόνου της μετάλλων και της χημικής διάβρωσης.
Β. Αποικοδόμηση της απόδοσης της αντλίας
Κατά τη διάρκεια της σπηλαίωσης της αντλίας, η ανταλλαγή ενέργειας μέσα στην πτερωτή διαταράσσεται και καταστρέφεται και τα εξωτερικά χαρακτηριστικά αντιπροσωπεύονται από την καμπύλη QH, QP, Q- η η καμπύλη πέφτει και σε σοβαρές περιπτώσεις μπορεί να διακόψει τη ροή του υγρού στην αντλία και να αποτρέψει από την εργασία.
Για χαμηλές ειδικές ταχύτητες, λόγω των στενών και μακρών διαύλων ροής μεταξύ των λεπίδων, μόλις εμφανιστεί σπηλαίωση, οι φυσαλίδες γεμίζουν ολόκληρο το κανάλι ροής και η καμπύλη απόδοσης θα μειωθεί ξαφνικά.
Για τις μέσες έως τις υψηλές ειδικές ταχύτητες, η διαδρομή ροής είναι μικρή και ευρεία, επομένως υπάρχει μια διαδικασία μετάβασης για την ανάπτυξη φυσαλίδων και γεμίζει ολόκληρη τη διαδρομή ροής. Η αντίστοιχη καμπύλη απόδοσης ξεκινά με αργή πτώση και στη συνέχεια αυξάνεται σε ένα συγκεκριμένο ρυθμό ροής πριν μειωθεί έντονα.
NPSH και κεφαλή αναρρόφησης
Όταν η αντλία λειτουργεί, το υγρό στην είσοδο του πτερυγίου θα παράγει ατμούς κάτω από μια ορισμένη πίεση κενού. Οι εξατμισμένες φυσαλίδες θα προκαλέσουν διάβρωση στη μεταλλική επιφάνεια του πτερυγίου κάτω από την κίνηση κρούσης των υγρών σωματιδίων, βλάπτοντας έτσι την πτερωτή και άλλα μέταλλα. Αυτή τη στιγμή, η πίεση κενού ονομάζεται πίεση εξάτμισης και το περιθώριο σπηλαίωσης αναφέρεται στην περίσσεια ενέργειας ανά μονάδα βάρους υγρού στην είσοδο της αντλίας που υπερβαίνει την πίεση εξάτμισης, εκφράζεται σε μέτρα και εκφράζεται σε (NPSH) r.
Η κεφαλή αναρρόφησης είναι το απαραίτητο NPSH δ H: ο βαθμός κενού που επιτρέπεται η αντλία να απορροφά το υγρό, το οποίο είναι το επιτρεπόμενο ύψος εγκατάστασης της αντλίας, σε μέτρα. Ανελκυστήρα αναρρόφησης = Πρότυπη ατμοσφαιρική πίεση (10,33 μέτρα) - NPSH - Περιθώριο ασφαλείας (0,5 μέτρα) - Πρότυπη ατμοσφαιρική πίεση πίεσης πίεσης πίεσης Ισχύς κενού 10,33 μέτρων.
Για παράδειγμα, εάν το περιθώριο σπηλαίωσης μιας συγκεκριμένης αντλίας είναι 4,0 μέτρα, υπολογίστε την κεφαλή αναρρόφησης δ H
Λύση: δ Η = 10.33-4.0-0.5 = 5.83 μέτρα
Αντίστοιχες μονάδες και γράμματα μέτρησης:
Το NPSH αναφέρεται στη διαφορά μεταξύ της συνολικής κεφαλής του υγρού στην είσοδο της αντλίας και στην κεφαλή πίεσης στην οποία εξατμίζεται το υγρό, εκφράζεται σε μέτρα (στήλη νερού) και (NPSH). Μπορεί να χωριστεί στις ακόλουθες κατηγορίες:
• NPSHA - Επίδομα σπηλαίωσης συσκευής επίσης γνωστό ως αποτελεσματικό επίδομα σπηλαίωσης, τόσο μεγαλύτερη είναι η λιγότερο επιρρεπής σε σπηλαίωση.
• NPSHR - Περιθώριο σπηλαίωσης της αντλίας, επίσης γνωστό ως το απαραίτητο περιθώριο σπηλαίωσης ή δυναμική πτώση πίεσης εισόδου αντλίας, τόσο μικρότερη είναι η απόδοση κατά της διέλευσης.
• NPSHC - Επίδομα κρίσιμης σπηλαίωσης, το οποίο αναφέρεται στο επίδομα σπηλαίωσης που αντιστοιχεί σε μια συγκεκριμένη τιμή της μείωσης της απόδοσης της αντλίας.
• [NPSH] - Το επιτρεπόμενο επίδομα σπηλαίωσης είναι το επίδομα σπηλαίωσης που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό των συνθηκών χρήσης της αντλίας, συνήθως [NPSH] = (1,1 ~ 1,5) NPSHC.
Η διαφορά μεταξύ NPSHA και NPSHR
Το περιθώριο σπηλαίωσης χωρίζεται σε αποτελεσματικό περιθώριο σπηλαίωσης NPSHA και το απαραίτητο περιθώριο σπηλαίωσης NPSHR. Το απαιτούμενο NPSH μιας αντλίας είναι χαρακτηριστικό της αντλίας και καθορίζεται από το σχεδιασμό, ενώ το αποτελεσματικό NPSH της αντλίας καθορίζεται από τον αγωγό διεργασίας.
Για μια δεδομένη αντλία, το απαιτούμενο NPSHR με δεδομένη ταχύτητα και ρυθμό ροής ονομάζεται το απαιτούμενο NPSHR. Επίσης γνωστό ως περιθώριο σπηλαίωσης της αντλίας, είναι η καθορισμένη παράμετρος απόδοσης σπηλαίωσης που πρέπει να επιτύχει η αντλία.
Το NPSHR σχετίζεται με την εσωτερική ροή της αντλίας γαλακτωματοποίησης, τις αντλίες λοβού, τις αντλίες περιστροφικής λοβού και καθορίζεται από την κεφαλή της ίδιας της αντλίας. Η φυσική του σημασία είναι να υποδεικνύει τον βαθμό πτώσης πίεσης του υγρού στην είσοδο της αντλίας, η οποία είναι να εξασφαλιστεί ότι η αντλία δεν έχει σπηλαίωση. Απαιτείται το βάρος της μονάδας υγρού στην είσοδο της αντλίας να έχει υπερβολική ενέργεια που υπερβαίνει την κεφαλή πίεσης εξάτμισης.
Το NPSH πρέπει να είναι ανεξάρτητο από τις παραμέτρους της συσκευής και να σχετίζεται μόνο με τις παραμέτρους κίνησης (VO, WO, WK κ.λπ.) της εισόδου της αντλίας, οι οποίες καθορίζονται από γεωμετρικές παραμέτρους με ορισμένη ταχύτητα και ρυθμό ροής. Αυτό σημαίνει ότι το NPSHR καθορίζεται από τις γεωμετρικές παραμέτρους της ίδιας της αντλίας (θάλαμος αναρρόφησης και είσοδος πτερυγίων).
Για μια δεδομένη αντλία, ανεξάρτητα από το μέσο (εκτός από τα ιξώδη μέσα που επηρεάζουν την κατανομή ταχύτητας), όταν ρέει μέσω της εισόδου της αντλίας με μια ορισμένη ταχύτητα και ρυθμό ροής, υπάρχει η ίδια πτώση πίεσης λόγω της ίδιας ταχύτητας, δηλαδή, Το NPSHR είναι το ίδιο. Έτσι, το NPSHR είναι ανεξάρτητο από τις ιδιότητες του υγρού (χωρίς να λαμβάνεται υπόψη οι θερμοδυναμικοί παράγοντες).
Όσο μικρότερο είναι το NPSHR, τόσο μικρότερη είναι η πτώση πίεσης. Το NPSHA που πρέπει να παρέχει η συσκευή πρέπει να είναι μικρή, οπότε τόσο καλύτερη είναι η απόδοση κατά της σπηλαίωσης της αντλίας. Ως εκ τούτου, το R αντιπροσωπεύει απαιτείται και καθορίζεται από το σώμα της αντλίας, ειδικά που σχετίζεται με την ταχύτητα, τη μορφή της πτερωτής κ.λπ.
Το αποτελεσματικό περιθώριο σπηλαίωσης αναφέρεται στο περιθώριο σπηλαίωσης που καθορίζεται από τις συνθήκες εγκατάστασης της αντλίας, που συνήθως εκφράζεται ως NPSHA. Επίσης γνωστό ως περιθώριο σπηλαίωσης της συσκευής, είναι η υπερβολική ενέργεια ανά μονάδα βάρους του υγρού που παρέχεται από τη συσκευή αναρρόφησης στην είσοδο της αντλίας που υπερβαίνει την κεφαλή πίεσης εξάτμισης.
Όσο μεγαλύτερη είναι η NPSHA, τόσο λιγότερο πιθανό είναι η αντλία να βιώσει σπηλαίωση. Το μέγεθος της αποτελεσματικής NPSH σχετίζεται με τις παραμέτρους της συσκευής και τις ιδιότητες υγρού (P, PV, κλπ.). Επειδή η υδραυλική απώλεια της συσκευής αναρρόφησης είναι ανάλογη προς το τετράγωνο του ρυθμού ροής, το NPSHA μειώνεται καθώς αυξάνεται ο ρυθμός ροής.
Επομένως, το Α αντιπροσωπεύει διαθέσιμο και διαθέσιμο, το οποίο καθορίζεται από το σύστημα και τους αγωγούς και πρέπει να υπολογίζεται αυστηρά.
Για να διασφαλιστεί ότι η αντλία δεν αμβλύνεται, το NPSHA πρέπει να είναι μεγαλύτερο από το NPSHR. Το συγκεκριμένο μέγεθος εξαρτάται από την εμπειρία διαφόρων τύπων αντλιών. Γενικά, προστίθεται υπερβολική κεφαλή 0,5-1M στην απαιτούμενη NPSH της αντλίας ως το επιτρεπόμενο NPSH.
Ως μη-Νευτονική υγρή μεταφορά εξοπλισμού έρευνας και κατασκευής επιχειρήσεων, η Durrex Pumps έχει λάβει 56 εθνικά διπλώματα ευρεσιτεχνίας, συμπεριλαμβανομένων 11 διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας εφεύρεσης. Η εταιρεία έχει αναπτύξει αντλίες ρότορα, ομοιογενείς αντλίες, αντλίες λείανσης, αντλίες λοβού από καουτσούκ, μαγνητικές αντλίες και άλλα προϊόντα, παρέχοντας εξοπλισμό μεταφοράς υγρών και τεχνικές υπηρεσίες σε περισσότερους από 10000 πελάτες παγκοσμίως.
