¡La cavitación es muy dañina para las bombas! Entonces, ¿qué es la cavitación? ¿Cuáles son los peligros? ¿Qué partes son propensas a la cavitación?
¿Qué es la cavitación?
Cuando la presión local del líquido en la bomba cae a la presión crítica, se generarán burbujas en el líquido. La cavitación es todo el proceso de agregación de burbujas, movimiento, división y eliminación. La presión crítica generalmente está cerca de la presión de vaporización.
Los peligros de la cavitación
A. Corrosión de componentes sobrecorrientes
Hay dos razones para la corrosión:
En primer lugar, debido al impacto de alta frecuencia (600-25000Hz) generado por el estallido de burbujas, la presión alcanza hasta 49MPa, lo que resulta en la erosión mecánica de la superficie metálica;
En segundo lugar, debido a la liberación de calor durante la vaporización y la acción de una batería de diferencia de temperatura, se produce la hidrólisis, lo que resulta en la oxidación del oxígeno de la corrosión metálica y química.
B. Degradación del rendimiento de la bomba
Durante la cavitación de la bomba, el intercambio de energía dentro del impulsor se altera y destruye, y las características externas están representadas por la curva QH, QP, Q- η la curva cae y, en casos severos, puede interrumpir el flujo de líquido en la bomba y evitar por trabajar.
Para velocidades específicas bajas, debido a los canales de flujo estrechos y largos entre las cuchillas, una vez que ocurre la cavitación, las burbujas llenan todo el canal de flujo y la curva de rendimiento disminuirá repentinamente.
Para velocidades específicas medianas a altas, la ruta de flujo es corta y ancha, por lo que hay un proceso de transición para que las burbujas desarrollen y llenen toda la ruta de flujo. La curva de rendimiento correspondiente comienza con una disminución lenta y luego aumenta a un cierto caudal antes de disminuir bruscamente.
NPSH y cabeza de succión
Cuando la bomba está funcionando, el líquido en la entrada del impulsor generará vapor bajo cierta presión de vacío. Las burbujas vaporizadas causarán erosión en la superficie metálica del impulsor bajo el movimiento de impacto de las partículas líquidas, dañando así el impulsor y otros metales. En este momento, la presión del vacío se llama presión de vaporización, y el margen de cavitación se refiere al exceso de energía por unidad de peso de líquido en la entrada de la bomba que excede la presión de vaporización, expresada en metros y expresado en (NPSH) r.
El cabezal de succión es el NPSH Δ H necesario: el grado de vacío que la bomba puede absorber líquido, que es la altura de instalación permitida de la bomba, en metros. Levantamiento de succión = presión atmosférica estándar (10.33 metros) - NPSH - Margen de seguridad (0.5 metros) - Altura de vacío de la tubería de presión de presión de presión atmosférica estándar 10.33 metros.
Por ejemplo, si el margen de cavitación de una determinada bomba es de 4.0 metros, calcule la cabeza de succión Δ H
Solución: Δ H = 10.33-4.0-0.5 = 5.83 metros
Unidades y cartas de medición respectivas:
NPSH se refiere a la diferencia entre la cabeza total del líquido en la entrada de la bomba y la cabeza de presión en la que el líquido se vaporiza, expresado en metros (columna de agua) y (NPSH). Se puede dividir en las siguientes categorías:
• NPSHA - Subsidio de cavitación del dispositivo también conocido como asignación de cavitación efectiva, cuanto mayor menos propensa a la cavitación;
• NPSHR: margen de cavitación de la bomba, también conocido como el margen de cavitación necesario o la caída de presión dinámica de la entrada de la bomba, menor es el rendimiento anticavitación;
• NPSHC: asignación de cavitación crítica, que se refiere a la asignación de cavitación correspondiente a un cierto valor de disminución del rendimiento de la bomba;
• [NPSH] - La asignación de cavitación permitida es la asignación de cavitación utilizada para determinar las condiciones de uso de la bomba, generalmente [NPSH] = (1.1 ~ 1.5) NPSHC.
La diferencia entre NPSHA y NPSHR
El margen de cavitación se divide en el margen efectivo de cavitación NPSHA y el margen de cavitación necesario NPSHR. El NPSH requerido de una bomba es una característica de la bomba y está determinada por el diseño, mientras que la NPSH efectiva de la bomba está determinada por la tubería del proceso.
Para una bomba dada, el NPSHR requerido a una velocidad y caudal dados se denomina NPSHR requerido. También conocido como el margen de cavitación de la bomba, es el parámetro de rendimiento de cavitación especificado que la bomba debe lograr.
NPSHR está relacionado con el flujo interno de la bomba de emulsificación, las bombas de lóbulo, las bombas de lóbulo rotativo y está determinado por la cabeza de la bomba misma. Su significado físico es indicar el grado de caída de presión del líquido en la entrada de la bomba, lo que es garantizar que la bomba no experimente cavitación. Se requiere que el peso unitario del líquido en la entrada de la bomba tenga un exceso de energía que exceda el cabezal de presión de vaporización.
El NPSH debe ser independiente de los parámetros del dispositivo y solo relacionados con los parámetros de movimiento (VO, WO, WK, etc.) de la entrada de la bomba, que están determinadas por parámetros geométricos a una cierta velocidad y velocidad de flujo. Esto significa que NPSHR está determinado por los parámetros geométricos de la bomba misma (cámara de succión e entrada del impulsor).
Para una bomba dada, independientemente del medio (a excepción de los medios viscosos que afectan la distribución de la velocidad), cuando fluye a través de la entrada de la bomba a cierta velocidad y caudal, existe la misma caída de presión debido a la misma velocidad, es decir, el NPSHR es el mismo. Entonces, NPSHR es independiente de las propiedades del líquido (sin considerar los factores termodinámicos).
Cuanto más pequeño es el npshr, menor es la caída de presión. El NPSHA que debe proporcionar el dispositivo debe ser pequeño, por lo tanto, cuanto mejor sea el rendimiento contra la cavitación de la bomba. Por lo tanto, R representa requerido y está determinado por el cuerpo de la bomba, específicamente relacionado con la velocidad, la forma del impulsor, etc.
El margen de cavitación efectivo se refiere al margen de cavitación determinado por las condiciones de instalación de la bomba, comúnmente expresada como NPSHA. También conocido como margen de cavitación del dispositivo, es el exceso de energía por unidad de peso de líquido proporcionado por el dispositivo de succión en la entrada de la bomba que excede el cabezal de presión de vaporización.
Cuanto más grande sea la NPSHA, menos probable es que la bomba experimente cavitación. El tamaño de NPSH efectivo está relacionado con los parámetros del dispositivo y las propiedades líquidas (P, PV, etc.). Debido a que la pérdida hidráulica del dispositivo de succión es proporcional al cuadrado del caudal, la NPSHA disminuye a medida que aumenta la velocidad de flujo.
Por lo tanto, A representa disponible y disponible, que está determinada por el sistema y las tuberías y debe calcularse rigurosamente;
Para asegurarse de que la bomba no cava, NPSHA debe ser más grande que NPSHR. El tamaño específico depende de la experiencia de varios tipos de bombas. En general, se agrega un exceso de cabeza de 0.5-1m a la NPSH requerida de la bomba como la NPSH permitida.
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