Кавитация возникает в результате образования паровых пузырьков в жидкости и их внезапного схлопывания. Проблемы кавитации обычно появляются, когда давление в насосе падает ниже давления насыщения перекачиваемой жидкости. Повреждения от кавитации представляют угрозу для насоса.
Для предотвращения кавитации необходимо поддерживать минимальное давление на всасывании, называемое Net Positive Suction Head (NPSH), чтобы жидкость не закипала и не испарялась. Давление на всасывании должно быть выше давления насыщения жидкости. Если повреждения от кавитации уже присутствуют, может потребоваться регулировка дроссельного клапана на стороне нагнетания. Это снижает расход и уменьшает требуемый NPSH, при этом важно, чтобы оставшийся поток жидкости был достаточным для охлаждения насоса.
Кавитация приводит к образованию мелких газовых пузырьков в жидкости, что постепенно снижает производительность насоса и сокращает его срок службы. Она также вызывает шум, который является одним из наиболее разрушительных эффектов. Кавитация возникает из-за быстрого движения вещества в жидкости и может рассматриваться как разновидность явления фазового перехода.
Негативные последствия кавитации
- Кавитация возникает в любых системах с перепадами давления и скорости; может проявляться даже в организме человека (например, в суставах).
- Проявляется пропорционально температуре окружающей среды: при снижении температуры кипения вода образует пузырьки пара и воздуха, вызывая кавитацию.
- В насосах наименьшее давление наблюдается на входе рабочего колеса, поэтому кавитация обычно концентрируется там.
Основные эффекты:
- Уменьшение ресурса насоса.
- Шум и вибрации.
- Эрозионное и абразивное воздействие на рабочие элементы.
Причины кавитации
- Низкое атмосферное давление в точках работы насосов или турбин.
- Растворённый воздух или другие газы в жидкости.
- Длинные линии всасывания или закрытые всасывающие клапаны.
- Превышение расхода жидкости по сравнению со стандартными пределами.
- Высокое сопротивление в линии всасывания.
Проблемы, вызываемые кавитацией
- Сокращение срока службы насоса.
- Шум и вибрации.
- Потеря производительности системы.
- Износ деталей и ухудшение свойств жидкости.
Как выявить кавитацию в насосе
Сравнение давления в системе: если давление в любой точке жидкости равно или ниже давления насыщения, возможны повреждения от кавитации. Регулярное тестирование давления, анализ системы и профилактические меры помогают снизить риск кавитации и обеспечить безопасную работу насоса.