Кавитация. Кавитационный запас.

В насосах при достижении определенных условий может возникнуть явление, называемое кавитацией. Под кавитацией понимают образование при снижении гидростатического давления пузырьков газа в толще движущейся жидкости и схлопывание этих пузырьков внутри жидкости в зоне, где гидростатическое давление повышается. В лопастном насосе кавитация возникает на лопатке рабочего колеса вблизи ее входной кромки, т. е. там, где скорость потока максимальна. В месте схлопывания пузырька (т.е. в момент его полной конденсации) возникает резкое увеличение. Если в этот момент пузырек пара находился на поверхности рабочего колеса или лопатки, то удар приходится на эту поверхность, что вызывает эрозию материала. Процесс разрушения рабочих органов лопастных насосов является наиболее опасным следствием кавитации. Кавитация в лопастных насосах сопровождается резким шумом, треском и даже вибрацией насосной установки и, что особенно важно, падением напора, мощности, подачи и КПД. Работа насосов в кавитационном режиме не допустима.

где коэффициент для характерных кавитационных режимов называется критическим числом кавитации.

Кавитационным запасом - превышение полного напора жидкости во всасывающем патрубке перед рабочим колесом над напором, создаваемым давлением насыщенных паров, т.е.

Обычно принимают , что соответствует наиболее часто встречаемому случаю всасывания холодной воды при нормальном давлении.

где с — кавитационный коэффициент быстроходности.

Для определения критического кавитационного запаса проводят кавитационные испытания насоса. В результате для каждого режима работы насоса получают так называемую кавитационную характеристику, которая представляет собой зависимость напора и мощности насоса от кавитационного запаса при постоянной частоте вращения привода и подаче.

Улучшению кавитационных качеств насоса способствует увеличение входного диаметра и ширины рабочего колеса на входе. Наиболее эффективным является увеличение ширины рабочего колеса на входе, так как в этом случае не только улучшаются кавитационные качества насоса, но и не ухудшается его КПД.

Методы борьбы:

1. Применение колес с малой быстроходностью;

2. Ограничение числа оборотов рабочего колеса;

3. Охлаждение перекачиваемой жидкости;

4. Увеличение давления на всасе;