Определение кавитации в шламовых насосах

Кавитация в шламовых насосах — это явление, при котором локальное давление внутри насоса падает ниже давления насыщенного пара перекачиваемой жидкости, жидкость испаряется и образует пузырьки. Затем эти пузырьки перемещаются вместе с жидкостью в зону высокого давления и быстро схлопываются, вызывая вибрацию насоса, шум, снижение расхода и напора, а также повреждение проточных компонентов.

Основные опасности кавитации:

1. Повреждение компонентов потока: Высокочастотное ударное давление (достигающее сотен или даже тысяч атмосфер), возникающее при многократном схлопывании пузырьков, воздействует на рабочее колесо, корпус насоса и другие поверхности потока, вызывая усталостное отслаивание металлической поверхности и образование сотовых ямок. В тяжелых случаях это приводит к выходу компонентов из строя.

2. Снижение производительности насоса: Кавитационные пузырьки занимают пространство канала потока, уменьшая фактическую площадь потока и значительно снижая расход, напор и эффективность насоса, вплоть до прерывания потока.

3. Вибрация и шум: Удары схлопывания пузырьков и турбулентный поток вызывают сильную вибрацию корпуса насоса, сопровождающуюся резким шипением или хлопками, что влияет на стабильную работу насосного агрегата и может даже повлиять на окружающее оборудование.

Распространенные причины

- Плохие условия всасывания: Засорение всасывающего трубопровода, слишком малый или слишком длинный диаметр трубы, приводящий к чрезмерному сопротивлению всасыванию; слишком большая высота установки насоса, превышающая допустимую высоту вакуума всасывания, что приводит к чрезмерно низкому давлению всасывания.

- Характеристики транспортируемой среды: Слишком высокая температура среды (повышенное давление насыщенного пара), аномальная концентрация (например, чрезмерно высокая концентрация суспензии, приводящая к плохой текучести и увеличению локальных потерь давления).

- Внутренние проблемы насоса: Недостаточная конструкция входного канала рабочего колеса, приводящая к чрезмерно высокой локальной скорости и резкому падению давления; засорение внутри насоса, нарушающее стабильность поля потока.

Профилактика и решения

1. Оптимизация системы всасывания:

- Уменьшение высоты установки насоса, укорачивание длины всасывающего трубопровода, использование всасывающих трубопроводов большого диаметра, уменьшение количества клапанов и отводов, снижение сопротивления всасыванию.

1. Обеспечение достаточного уровня жидкости во всасывающем баке для предотвращения попадания воздуха (например, предотвращение чрезмерно низкого уровня жидкости в баке и предотвращение выступания всасывающего патрубка над поверхностью жидкости).

2. Контроль параметров рабочей среды:

- Избегайте транспортировки сред с чрезмерно высокими температурами; при необходимости охлаждайте среду.

- Строго контролируйте концентрацию пульпы в пределах расчетного диапазона насоса, чтобы предотвратить чрезмерное увеличение сопротивления потоку из-за высокой концентрации.

3. Улучшение конструкции насоса и технического обслуживания:

- Выбирайте материалы с лучшей кавитационной стойкостью для компонентов потока (например, высокохромистые сплавы, износостойкий чугун и т. д.) для повышения твердости поверхности и ударопрочности.

- Регулярно осматривайте и очищайте от мусора внутреннюю часть насоса и всасывающую линию, ремонтируйте изношенные рабочие колеса и уплотнения и обеспечивайте беспрепятственный поток.

4. Правильная эксплуатация:

- Перед запуском убедитесь, что насос полностью заполнен жидкостью (без воздуха), чтобы избежать работы всухую или полусухую.

- Избегайте длительной работы насоса при чрезмерно низких расходах (неравномерная скорость потока внутри насоса при низких расходах может легко создавать локальные зоны низкого давления).