Kavitation er algengt vandamál við notkun miðflóttadæla, sem getur valdið aukningu á titringi og hávaða í dælunni, minnkun á afköstum og alvarlegum skemmdum á íhlutum.
Þessi grein fjallar ekki um faglega fræðilega þekkingu á kavitation, heldur er aðeins reynt að nota tiltölulega einfalt orðalag til að veita nákvæma kynningu á nokkrum algengum tegundum kavitation í miðflóttadælum, hættum af kavitation og algengum ráðstöfunum til að bæta kavitation á staðnum.
1. Tegundir kavitation
Frá staðsetningu tilviksins er hægt að skipta kavitation í blaðkavitation, bilkavitation, gróft cavitation, cavitation cavitation og backflow cavitation.
(1) Foliar cavitation
Þegar kavitation á sér stað, myndast og springa loftbólur aðallega á fram- og bakhlið blaðanna, einnig þekkt sem loftþynnuhola, sem er aðalform kavitation í miðflóttadælum. Þegar dælan er sett of hátt upp, jafnvel þótt dælan sé í gangi við hönnunaraðstæður, er hætta á að lágþrýstingssvæði verði á bakhlið inntaks og úttaks blaðsins:
1) Þegar dælan starfar við miklar flæðisskilyrði myndast flæðisskil og hvirflar á frambrún blaðanna, sem skapar undirþrýsting sem getur valdið kavitation á framhlið blaðanna.
2) Þegar dælan starfar við lágt flæðisskilyrði myndast hvirflar á bakhlið blaðanna sem mynda lágt-þrýstingssvæði og valda kavitation á bakhlið blaðanna.
(2) Gap cavitation
Það vísar til holrýmis sem myndast þegar vökvinn flæðir í gegnum þrönga rás eða bil, sem veldur staðbundinni aukningu á flæðishraða og lækkun á þrýstingi á uppgufunarþrýstingi flæðishlutanna.
Við bilið milli slitþolna hringsins á miðflóttadæluhlífinni og ytri brúnar (hlífðarplötu) hjólsins, undir þrýstingsmun (sérstaklega mikill þrýstingsmunur) á báðum hliðum inntaks og úttaks hjólsins, flæðir vökvinn á úttakshliðinni aftur á miklum hraða, sem veldur staðbundnu þrýstingsfalli og kavitation.
Í litlu bilinu á milli ytri brúnar ásflæðisdælublaðanna og dæluhlífarinnar, undir áhrifum þrýstingsmunarins á milli fram- og bakhliðar blaðanna, getur mikill öfugstreymishraði vökvans í bilinu einnig valdið staðbundnu þrýstingsfalli, sem leiðir til holrúms við samsvarandi ytri brún blaðanna í dæluhylkinu, og myndar gróft svæði á yfirborðshólfinu og kápunni á yfirborðshólfinu og kápunni.
(3) Gróft kavitation
Gróft kavitation vísar til myndunar hvirfla niðurstraums útskota þegar vökvi flæðir í gegnum ójafnt yfirborð gróft flæðishluta inni í dæluhlífinni, sem veldur staðbundnu þrýstingsfalli og leiðir til hola.
Við steypu og vinnslu á flæðishlutum dælunnar, yfirborðsójafnvægi, sandholur, loftgöt o.s.frv. getur valdið skyndilegum breytingum á staðbundnu flæðisástandi og leitt til hola.
(4) Holahola
Með holrúmi í holrúmi er átt við myndun spíralhringsbands í soghólfinu við inntak dælu vegna lélegra vatnsinntaksaðstæðna eða ónógs niðurdýptar. Þegar miðþrýstingur hvirfilbeltisins lækkar niður í uppgufunarþrýstinginn mun einnig myndast kavitation ásamt miklum titringi.
(5) Bakflæðiskavitation
Almennt séð er forsenda kavitation NPSHa
Þegar dælustreymishraði er of lágt eða inntaksþrýstingur er of hár, á sér stað bakflæði. Þegar dæluflæðishraðinn er of lágur kemur innra bakflæði fram við inntak hjólsins; Þegar inntaksþrýstingur dælunnar er of hár kemur innra bakflæði fram við úttak hjólsins. Innra bakflæði veldur aukningu á flæðihraða vökva þar til uppgufun myndar loftbólur sem síðan springa við hærri umhverfisþrýsting. Þegar innra bakflæði á sér stað við sogportið mun óreglulegur brakandi hávaði gefa frá sér í kringum sogport dælunnar ásamt háu-sprengingarhljóði.
Almennt er hægt að bæta bakflæðiskavitation með eftirfarandi aðferðum:
1) Auka útstreymishraða dælunnar.
2) Settu fram hjáveitu á milli inntaks og úttaks dælunnar (þessa aðferð er erfitt fyrir viðskiptavini að samþykkja í hagnýtum notkun).
3) Fínstilltu uppbyggingu hjólsins (minnkaðu inntakssvæði hjólsins).
2. Hættan af kavitation
(1) Rýrnun á frammistöðu, skemmdir á leiðslum
Kavitation getur dregið verulega úr afköstum dælunnar. Venjulega, fyrir miðflótta dælur, þegar inntaksþrýstingur lækkar að vissu marki, mun árangur þeirra verulega minnka, sem er einnig þekkt sem holabrot. Kavitation getur einnig valdið óstöðugleika inni í vökvanum sem getur leitt til sveiflna í flæði og þrýstingi. Með aðstoð þessara sveiflna getur það valdið skemmdum á dælunni og inntaks- og úttaksleiðslum hennar.
(2) Alvarlegar skemmdir á ofstraumshlutum dælunnar
Kavitation getur valdið skemmdum á yfirborði íhluta. Þegar loftbólur springa myndar vökvinn í kring afar háan höggþrýsting (háþrýsting) allt að 49 MPa. Þegar vökvastyrkur kavítunar fer yfir getu efnisins til að standast þessi áhrif, getur það leitt til staðbundinnar þreytubilunar á veggefni og losun yfirborðsefnis. Kavitation á sér stað samtímis efna- og rafefnafræðilegri tæringu. Stærð gryfjanna sem myndast við tæringu og plastaflögun efna á fyrstu stigum kavitation er um 10 μm til 50 μm, sérstaklega fyrir sum efni með lélega tæringarþol, sem geta sýnt hunangsseimulíkar mannvirki við langtíma kavitation.
(3) Búðu til titring og hávaða
Á því augnabliki sem loftbólan þéttist, minnkar og springur, fyllir vökvinn í kringum loftbóluna tómarúmið á miklum hraða (myndað við þéttingu og brot á loftbólunni), myndar þrýstingspulsur og þar með spennandi titring og hávaða. Tíðni kavitationshávaða er almennt á milli 10 kHz og 100 kHz, en tíðni kavitation hávaða af völdum bakflæðis og þrýstingspúls er um nokkur hundruð Hz, sem gerir mannseyrað sérstaklega viðkvæmt. Á sama tíma getur kavitation einnig örvað titring og aðaltíðni titrings sem myndast við kavitation er yfirleitt um 1 kHz.
Kavitation einkennist ekki aðeins af háu hávaðastigi, heldur einnig af titringsvísum eins og ófullnægjandi stífleika dælubotnsins og lélegan stuðning við leiðslur, sem getur valdið burðarvirkisómun; Eftir uppsetningu dælunnar er botninn fylltur með steypu og stuðningsstífleiki leiðslunnar er nægur, sem almennt veldur ekki sterkum titringsfyrirbærum. Hins vegar, með titringsmælingu á dæluhlutanum, er há-tíðnihluti titringstíðnarinnar sem myndast af kavitation ráðandi og hröðunargildi titringsins er hærra en titringstilfærsla og titringshraði.
3. Algengar ráðstafanir til að bæta frammistöðu kavitation
(1) Ráðstafanir til að bæta frammistöðu gegn kavitation miðflóttadælna sjálfra
1) Bættu sogporthönnun dælunnar
Með því að mala hjólið er hægt að auka flæðisvæðið;
Auka sveigjuradíus inntakshluta hjólhlífarplötunnar til að draga úr hraðri hröðun og þrýstingsfalli vökvaflæðisins;
Minnkaðu þykkt blaðinntaksins á viðeigandi hátt og umkringdu blaðinntakið (pússaðu blaðhausinn, skerptu það til að draga úr höggtapi inntaksins og draga úr næmni inntakshornsins og hægt er að minnka nauðsynlega holrúmsheimild um um það bil 0,5 metra), sem gerir það nálægt straumlínuformi og dregur einnig úr hröðun og þrýstingsfalli í kringum blaðið;
Bættu yfirborðssléttleika hjólsins og blaðinntaksins til að draga úr viðnámstapi;
Teygðu inntaksbrún blaðsins í átt að inntakinu á hjólinu til að leyfa vökvaflæðinu að taka við vinnu fyrirfram og auka þrýstinginn.
2) Bættu við framreiðsluhjóli
Láttu vökvaflæðið virka fyrirfram í framreiðsluhjólinu til að auka vökvaflæðisþrýstinginn (þetta kerfi krefst byggingarbreytinga og endurkvörðunar á ýmsum hönnunarbreytum).
3) Samþykkja tvöfalt soghjól
Auktu inntaksflatarmál hjólsins og minnkaðu flæðihraða inntaksvökvans (minnkað flæðishraða og aukinn þrýstingur).
4) Notaðu aðeins stærra jákvætt sóknarhorn
Til að auka inntakshorn blaðsins skaltu draga úr beygjunni við blaðinntakið, lágmarka stíflun blaðsins og auka þannig inntakssvæðið;
Bættu vinnuskilyrði við mikla flæðisskilyrði til að draga úr flæðistapi. En jákvæða árásarhornið ætti ekki að vera of stórt, annars mun það hafa áhrif á skilvirkni.
5) Að nota lághraða-dælu
Því minni sem snúningshraði er, því minni er NPSHr.
6) Notaðu efni gegn kavitation
Æfingin hefur sannað að því meiri styrkur, hörku og seigja efnis, því betri efnafræðilegur stöðugleiki þess og því sterkari viðnám gegn kavitation.
(2) Ráðstafanir til að auka holrúmshlutfall tækisins
1) Aukið þrýstinginn á vökvastigi í geymslutankinum fyrir dæluna til að bæta skilvirka kavitation.
2) Dragðu úr uppsetningarhæð dælunnar í sogbúnaðinum, sérstaklega þegar heitt vatn er flutt sem miðill, og íhugaðu sambandið milli soghæðar og miðlungshita.
3) Skiptu um sogbúnaðinn fyrir bakflæðisbúnað.
4) Dragðu úr flæðistapi í sogleiðslunni fyrir dæluna. Ef mögulegt er, stytta leiðsluna innan tilskilins sviðs, nota viðeigandi þvermál sogleiðslu og síusíunarsvæði (ef einhver er) til að draga úr flæðishraða í leiðslunni, fækka beygjum og lokum og auka ventilopið eins mikið og mögulegt er.
5) Ef hola bilið er alvarlegt, er hægt að nota aðferðina við að bora jafnvægishol á hjólhjólinu til að draga úr lekaflæðishraða og draga úr magni kavitans. Jafnvægisgötin á blaðunum hafa eyðileggjandi og truflandi áhrif á inndælt vökvaflæði við inntak hjólsins. Flatarmál jafnvægisholanna ætti ekki að vera minna en 5 sinnum úthreinsunarsvæði þéttihringsins til að draga úr lekaflæðishraða og draga þannig úr áhrifum á aðalvökvaflæðið og bæta getu dælunnar gegn kavitation.
6) Reynslan hefur sýnt að ef byrjað er á kavitation vélbúnaði, að bæta við hæfilegu magni af gasi í sogportið getur truflað aðstæður til að kavitation geti átt sér stað. Hins vegar er mjög tæknilegt að nota loftfyllingu til að koma í veg fyrir kavitation dælunnar og aðeins með viðeigandi loftfyllingarrúmmáli, staðsetningu og aðferð er hægt að ná góðum árangri. Annars mun það valda verulegri lækkun á rennsli, lofthæð og skilvirkni dælunnar og jafnvel leiða til truflunar á flæði og skaðlegra afleiðinga meðan á notkun stendur.
Miðað við erfiðleikana við að stjórna viðeigandi magni af loftflæði og nákvæmri mælingu, ásamt æfingum höfundar, er mælt með því að nota nálarloka sem getur stillt flæðishraða fyrir loftgjafaventilinn. Við aðlögun á-staðnum er hægt að nota kavitationshljóð til að greina á milli: stilltu inntaksrúmmálið í gegnum nálarlokann þar til kavitunarhljóð er lágmarkað (sum kerfi geta alveg útrýmt hávaða, en sum kerfi geta aðeins dregið úr kavitationshávaða, ekki alveg útrýmt honum), stilltu síðan nálarlokann aðeins til baka til að draga úr inntaksrúmmáli og fylgstu með óeðlilegum notkunartíma, fylgstu með óeðlilegum aðgerðum, fylgstu með óeðlilegum aðgerðum. læstu opinu á nálarlokanum. Þessi aðferð ætti aldrei að lækka hljóðið í lægsta stig! Ef inntaksþrýstingur er jákvæður þegar dælan hættir að ganga, ætti að setja upp afturloka til að koma í veg fyrir leka.
7) Rannsóknir hafa komist að því að þegar miðillinn inniheldur rokgjarnar lofttegundir og fastar agnir eins og sand, mun holavirkni dælunnar minnka. Til að tryggja að dælan verði ekki fyrir kavitation ætti að minnka soghæð dælunnar um að minnsta kosti 4,2 metra frá útreikndri hæð hreina vatnsins. Þessu er vert að gefa gaum í bæjariðnaðinum.
