![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Сущность кавитационных явлений
Кавитация (cavitas - пустота) - процесс образования паровых пузырьков в зоне минимального давления с последующей конденсацией их в зоне повышенных давлений, происходящей под влиянием гидродинамического воздействия. Явление кавитации наблюдается во всех случаях, когда в какой-либо гидравлической системе происходит падение давления ниже давления насыщения. На участке пониженного давления начинается выделение паровых пузырьков, так как упругость паров жидкости при данной температуре оказывается выше давления в этой зоне. Перемещение потока жидкости с паровыми пузырьками в область, где давление превышает давление парообразования, вызывает интенсивную конденсацию пара. Вследствие мгновенного освобождения объема, занимаемого паром, частицы жидкости, окружающие пузырек пара, устремляются внутрь этого объема с большой скоростью. Происходит кумулятивное воздействие, сопровождающееся мгновенным местным гидравлическим ударом. Совокупность гидравлических ударов приводит к разрушению стенок каналов, к так называемой кавитационной эрозии. Явление кавитации сопровождается вибрацией установки и шумовыми эффектами. В центробежных насосах и других лопастных гидромашинах кавитация сопровождается падением подачи, напора, мощности и к.п.д. В центробежном насосе кавитация возникает на лопатке рабочего колеса обычно вблизи ее входной кромки. Давление здесь значительно ниже давления во входном патрубке, что связано с возрастанием скорости при обтекании лопатки. Неравномерное поле абсолютных скоростей при подходе к лопатке также вызывает падение давления по сравнению со средним на входе. Как показывает опыт, область пониженного давления находится с тыльной стороны входной части лопаток (рисунок 3.22) Рисунок 3.22 Явления кавитации изучали многие ученые. Наиболее полно этот вопрос разработан в трудах проф. С.С.Руднева. Рассмотрим схему насосной установки со стороны всасывания (рисунок 3.23). Рисунок 3.23 Составим уравнение баланса удельной энергии для всасывающего трубопровода на участке от сечения 0-0 до сечения в-в:
где HB - геометрическая высота всасывания - расстояние в приемной емкости до оси насоса;
Напор во входном патрубке равен:
Этот напор тем больше, чем меньше высота всасывания При снижении напора во входном патрубке может возникнуть кавитация в рабочем колесе, так как скорость на лопатке С1> СB за счет уменьшения проходного сечения каналов колеса F1 по сравнению с сечением патрубка FB, и, следовательно, давление в этом месте Поэтому предлагается иметь так называемый кавитационный запас, который представляет собой превышение полного напора во входном патрубке над упругостью паров жидкости:
Кавитация в центробежных насосах возникает при снижении давления всасывания ниже допустимого. Причинами снижения давления всасывания могут быть: 1) большая высота всасывания 2) превышение подачи Q, либо числа оборотов n выше допустимого расчетного; 3) повышение температуры перекачиваемой жидкости, что вызывает увеличение упругости насыщенных паров жидкости:
|