A cavitação é muito prejudicial às bombas! Então, o que é cavitação? Quais são os perigos? Quais partes são propensas à cavitação?
O que é cavitação?
Quando a pressão local do líquido na bomba cair para a pressão crítica, as bolhas serão geradas no líquido. A cavitação é todo o processo de agregação de bolhas, movimento, divisão e eliminação. A pressão crítica é geralmente próxima da pressão de vaporização.
Os perigos da cavitação
A. Corrosão de componentes de sobrecorrente
Existem duas razões para a corrosão:
Em primeiro lugar, devido ao impacto de alta frequência (600-25000Hz) gerado pela explosão de bolhas, a pressão atinge até 49MPa, resultando em erosão mecânica da superfície do metal;
Em segundo lugar, devido à liberação de calor durante a vaporização e à ação de uma bateria de diferença de temperatura, ocorre a hidrólise, resultando na oxidação do oxigênio da corrosão metal e química.
B. Degradação do desempenho da bomba
Durante a cavitação da bomba, a troca de energia dentro do impulsor é perturbada e destruída, e as características externas são representadas pela curva QH, qp, q-η a curva cai e, em casos graves, pode interromper o fluxo líquido na bomba e prevenir de trabalhar.
Para baixas velocidades específicas, devido aos canais de fluxo estreito e longo entre as lâminas, uma vez que a cavitação ocorre, as bolhas preenchem todo o canal de fluxo e a curva de desempenho diminuirá repentinamente.
Para velocidades específicas médias a altas, o caminho de fluxo é curto e largo; portanto, há um processo de transição para que as bolhas desenvolvam e preencham todo o caminho de fluxo. A curva de desempenho correspondente começa com um declínio lento e aumenta para uma certa taxa de fluxo antes de diminuir acentuadamente.
NPSH e cabeça de sucção
Quando a bomba estiver funcionando, o líquido na entrada do impulsor gera vapor sob uma certa pressão de vácuo. As bolhas vaporizadas causarão erosão na superfície metálica do impulsor sob o movimento de impacto das partículas líquidas, danificando assim o impulsor e outros metais. Nesse momento, a pressão do vácuo é chamada de pressão de vaporização, e a margem de cavitação refere -se ao excesso de energia por unidade de peso do líquido na entrada da bomba que excede a pressão de vaporização, expressa em metros e expressa em (NPSH) r.
A cabeça de sucção é o NPSH Δ H: o grau de vácuo de que a bomba pode absorver o líquido, que é a altura de instalação permitida da bomba, em metros. Elevador de sucção = pressão atmosférica padrão (10,33 metros) - NPSH - Margem de segurança (0,5 metros) - Altura padrão da tubulação de pressão da pressão atmosférica atmosférica 10,33 metros.
Por exemplo, se a margem de cavitação de uma certa bomba for de 4,0 metros, calcule a cabeça de sucção Δ h
Solução: Δ h = 10,33-4.0-0,5 = 5,83 metros
Respectivas unidades e cartas de medição:
O NPSH refere -se à diferença entre a cabeça total do líquido na entrada da bomba e a cabeça de pressão na qual o líquido vaporiza, expressa em metros (coluna de água) e (NPSH). Pode ser dividido nas seguintes categorias:
• NPSHA - Subsídio de cavitação do dispositivo também conhecido como subsídio de cavitação eficaz, quanto maior, menos propenso à cavitação;
• NPSHR - Margem de cavitação da bomba, também conhecida como margem de cavitação necessária ou queda de pressão dinâmica de entrada da bomba, menor o desempenho da anti -escavitação é melhor;
• NPSHC - Subsídio crítico de cavitação, que se refere ao subsídio de cavitação correspondente a um certo valor do declínio do desempenho da bomba;
• [NPSH] - O subsídio de cavitação permitido é o subsídio de cavitação usado para determinar as condições do uso da bomba, geralmente [npsh] = (1,1 ~ 1.5) NPSHC.
A diferença entre NPSHA e NPSHR
A margem de cavitação é dividida em margem de cavitação eficaz NPSHA e a margem de cavitação necessária NPSHR. O NPSH necessário de uma bomba é uma característica da bomba e é determinado pelo projeto, enquanto o NPSH efetivo da bomba é determinado pelo pipeline do processo.
Para uma determinada bomba, o NPSHR necessário a uma determinado velocidade e vazão é chamado de NPSHR necessário. Também conhecido como margem de cavitação da bomba, é o parâmetro de desempenho de cavitação especificado que a bomba precisa alcançar.
O NPSHR está relacionado ao fluxo interno da bomba de emulsificação, bombas de lobo, bombas do lobo rotativo e é determinado pela cabeça da própria bomba. Seu significado físico é indicar o grau de queda de pressão do líquido na entrada da bomba, que é garantir que a bomba não experimente a cavitação. É necessário que o peso unitário do líquido na entrada da bomba tenha excesso de energia superior à cabeça da pressão de vaporização.
O NPSH deve ser independente dos parâmetros do dispositivo e apenas relacionado aos parâmetros de movimento (VO, WO, WK, etc.) da entrada da bomba, que são determinados por parâmetros geométricos a uma certa velocidade e vazão. Isso significa que o NPSHR é determinado pelos parâmetros geométricos da própria bomba (câmara de sucção e entrada do impulsor).
Para uma determinada bomba, independentemente do meio (exceto por meio viscoso que afetam a distribuição da velocidade), ao fluir através da entrada da bomba a uma certa velocidade e vazão, há a mesma queda de pressão devido à mesma velocidade, ou seja, o NPSHR é o mesmo. Portanto, o NPSHR é independente das propriedades do líquido (sem considerar fatores termodinâmicos).
Quanto menor o NPSHR, menor a queda de pressão. Quanto mais o NPSHA que o dispositivo deve fornecer é pequeno, assim melhor o desempenho anti -cavitação da bomba. Portanto, R representa necessário e é determinado pelo corpo da bomba, especificamente relacionado à velocidade, forma do impulsor, etc;
A margem de cavitação eficaz refere -se à margem de cavitação determinada pelas condições de instalação da bomba, comumente expressa como NPSHA. Também conhecida como margem de cavitação do dispositivo, é o excesso de energia por unidade de peso do líquido fornecido pelo dispositivo de sucção na entrada da bomba que excede a cabeça de pressão de vaporização.
Quanto maior o NPSHA, menor a probabilidade de a bomba experimentar a cavitação. O tamanho do NPSH eficaz está relacionado aos parâmetros do dispositivo e propriedades líquidas (P, PV, etc.). Como a perda hidráulica do dispositivo de sucção é proporcional ao quadrado da vazão, o NPSHA diminui à medida que a taxa de fluxo aumenta.
Portanto, a representa disponível e disponível, que é determinado pelo sistema e pipelines e deve ser rigorosamente calculado;
Para garantir que a bomba não cavite, o NPSHA deve ser maior que o NPSHR. O tamanho específico depende da experiência de vários tipos de bombas. Geralmente, uma cabeça em excesso de 0,5-1M é adicionada ao NPSH necessário da bomba como o NPSH permitido.
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