Кавитация в центробежном колесе

В работе [54] при исследовании переходных процессов в гидравлической системе с центробежным насосом, сопровождающихся развитой кавитацией в центробежном колесе, обнаружено, что [c.143]

Рис. 9. Кавитация в рабочем колесе центробежного насоса

Установлено также что до определенной степени развития кавитации модифицированное число Струхаля остается постоянным [90]. Применительно к центробежному колесу на режимах частичной кавитации модифицированное число Струхаля можно принять равным 0,21, а в качестве скорости следует принять относительную скорость на входе в центробежное колесо. Как показали расчеты, частота отрыва кавитационных каверн может составить величину порядка 10 —10 Гц. Поэтому кавитационное течение и представляет собой поток со множеством движу-ш ихся каверн. [c.186]

Параметр упругости кавитационных каверн в центробежном колесе определялся по уравнению (6.47) при этом предполагалось, что во входной части центробежного колеса реализовался периодически-срывной режим газовой кавитации с выделением воздуха при давлении, близком к давлению насыщения — 0,1 МПа. Исходные данные для расчета упругости = 340 м/с, = = 1,21 кг/м (при Т == 293 К). Зависимость параметра В = [c.194]

В насосах кавитация возникает при давлении перед входом в насос, существенно превышающем давление парообразования при данной температуре жидкости рц. Это означает, что область минимального давления располагается внутри проточной части насоса. Падение давления внутри (по сравнению с входным давлением), прежде всего, связано с обтеканием лопаток. При обтекании лопаток, как и при обтекании любого профиля, образуется область пониженного давления. При положительных углах атаки, обычных для насосов, область пониженного давления возникает с нерабочей стороны входной части лопаток (на рис. 3.51 и 3.52 отмечена знаком минус ). В центробежном колесе область минимального давления определяется не только распределением давления в результате обтекания лопатки, но и давлением, возникающим от действия кориолисовых и центробежных сил инерции. [c.186]

Отметим, что в центробежном колесе начавшаяся кавитация в области входа на лопатки будет быстро развиваться вследствие того, что движение к периферии по инерции жидкости, более плотной, чем парогазовые каверны, увеличивает разрежение. [c.187]

У большинства центробежных - насосов для жидких металлов при испытаниях получен высокий к. п. д. Замечено некоторое ухудшение характеристик насосов после длительной эксплуатации Одним из ограничений при применении центробежных насосов является кавитация, приводящая при высоких температурах к явлению срыва. Кавитация в жидкометаллических насосах исследована еще недостаточно, но испытания рабочих колес в натрии, калии и литии указывают на наличие разрушающего действия кавитации, пропорционального длительности работы и рабочей температуре. [c.173]

Обычно различают два типа кавитации поверхностную и отрывную. Поверхностная кавитация возникает на поверхности, направляющей поток, или в непосредственной близости от нее. Только что описанные нами кавитационные явления в сопле Вентури и в рабочем колесе центробежного насоса являются примерами поверхностной кавитации. Отрывная кавитация возникает на расстоянии от поверхности и является результатом турбулентного перемешивания, которое обычно имеет место в потоке за различными выступающими элементами, рабочими колесами некоторых гидравлических машин, а также прн отрывах потока от направляющей поверхности. В качестве примера отрывной кавитации на рис. 10 приводится фотография потока за моделью гребного винта. [c.24]

В центробежных насосах с рабочими колесами полуоткрытого типа щелевая кавитация возникает в зазорах между торцами лопастей и передней крышкой кожуха. В осевых насосах также как и в поворотнолопастных турбинах, интенсивная щелевая кавитация имеет место в зазорах между лопастями и стенками камеры рабочего колеса. [c.49]

В центробежных насосах с открытым рабочим колесом вследствие щелевой кавитации очень интенсивной эрозии подвержены концевые участки лопастей и передняя крышка корпуса (рис. 24, а, б). Поскольку в насосах этого типа крышка отливается вместе с входным патрубком, то для защиты от износа на ее внутренней поверхности устанавливаются сменные защитные диски. [c.57]

Сказанное не справедливо для изменения числа Кг с изменением расхода, если установка содержит движущиеся части. В таких случаях изменения расхода могут привести к соответствующему изменению направления, а также величины скорости потока. Этот вопрос обсуждался в разд. 7.8 и 7.9 при рассмотрении влияния изменения угла атаки на характеристики одиночного гидропрофиля или решетки профилей. Подобный эффект наблюдается также в канале ниже решетки, хотя в этом случае термин угол атаки обычно не используется. Не раз будет показано, что интервал изменения числа Кг гораздо шире интервала изменения числа /С/. Более того, изменения этих двух чисел могут происходить противоположным образом. Для примера рассмотрим участок входа в центробежный насос. Если входные условия в остальном неизменны, то уменьшение расхода потока приведет к увеличению числа Кг и, следовательно, к уменьшению тенденции к кавитации. Однако с уменьшением расхода потока изменяется угол натекания потока на входные кромки лопастей рабочего колеса. Это может вызвать резкое увеличение числа Кг на рабочих лопастях и увеличение тенденции лопастей к кавитации. Если при этом Кг>Кт, то кавитация будет развиваться, хотя общие условия течения стали менее напряженными. [c.607]

Иногда трудно предвидеть опасность кавитации в какой-либо части улитки центробежного насоса, поскольку она находится в зоне относительно высокого давления. Тем не менее язык является такой же направляющей лопаткой, как лопатка направляющего аппарата турбины или лопасть рабочего колеса, и расположена в зоне очень высокой абсолютной скорости. Более того, [c.609]

Шнеко-центробежные насосы представляют собой комбинацию осевого колеса и центробежного. Имеется целый ряд работ по визуальному исследованию кавитации в осевых и центробежных насосах, анализ которых позволяет выяснить места локализации кавитационных зон, типы кавитации и влияние режима работы насоса [12, 30, 35, 41, 50, 52, 54, 73, 75, 98, 109—111, 121, 127, 130, 133]. [c.11]

При уменьшении давления на входе в насос первые кавитационные пузырьки образуются на втулке между шнеком и центробежным колесом, в остальных местах, в том числе и на входе в лопасти шнека, кавитация не наблюдается. [c.14]

В работе [12] отмечается нестационарный характер кавитации в проточной части колес диагональных насосов, конструкция которых занимает промежуточное место между центробежным насосом и шнеком. Эта нестационарность указывает на то, что и в этом случае реализовались стадии кавитации, предшествующие струйной форме. [c.42]

Для исследуемых высокооборотных шнеко-центробежных насосов были выполнены расчеты потребных и располагаемых кавитационных запасов [46], которые показали, что центробежное колесо насоса № 1 работает в бескавитационном режиме, а для центробежного колеса насоса № 2 потребный кавитационный запас превышает располагаемый даже для условий зарождения кавитации и, следовательно, центробежное колесо насоса № 2 в области входа работает в режиме частичной кавитации. [c.102]

Для насоса № 2, центробежное колесо которого (со шнеком с углом установки лопасти, равным 8° 9 ) работает в режиме частичной кавитации, зависимость / = ф (рх) при определенном значении р1 имеет излом с уменьшением почти до нулевого значения [c.103]

Таким образом, если центробежное колесо работает в режиме частичной кавитации, могут наблюдаться либо отклонения зависимости / ф ( 7 ) от линейной, либо весьма слабая зависимость частоты колебаний от входного давления. [c.103]

Для насоса № 2, центробежное колесо которого при номинальном расходе работает в режиме частичной кавитации, выявлено [c.130]

Во-первых, как показали расчеты, центробежное колесо насоса № 2 при Q > 0,8( ном из-за уменьшения напора шнека с увеличением расхода работает в режиме частичной кавитации. [c.131]

Стабилизирующее влияние уменьшения угла установки лопасти проявляется для шнеко-центробежных насосов, центробежные колеса которых работают в бескавитационных условиях. Как указывалось выше, если центробежное колесо работает в режиме частичной кавитации, то уменьшение угла может привести к дестабилизации системы. [c.132]

Более поздние визуальные исследования кавитационного течения при развитых кавитационных колебаниях подтвердили описанную выше последовательность развития и смыкания кавитационных каверн перед шнеком, в проточной части шнека и центробежного колеса в течение периода колебаний. В частности, в работе [55] указывается, что в момент максимального развития кавитации в шнеке (точка Е) вихревая кавитационная зона перед шнеком распространяется на всю длину прозрачного [c.158]

Кавитационное течение в межлопастных каналах центробежного колеса, в отличие от осевого шнекового преднасоса, на режимах частичной кавитации в некоторых случаях может представлять не отрывное струйное течение с определенной границей раздела фаз, а поток со множеством движуш ихся каверн [30]. [c.186]

Как указывалось в гл. 4, центробежное колесо насоса № 2 работает в режиме частичной кавитации. Этим и объясняется несколько большее рассогласование теоретических и экспериментальных зависимостей -4 = / (со) для сравнительно высоких [c.265]

Коэффициент кавитации центробежного колеса так же, как и коэффициент кавитации шнека [см. формулу (3.133)], линейно зависит от соотношения скоростей на входе. Увеличение закрутки потока на входе в колесо ведет к повышению срв. ц-204 [c.204]

Предотвратить или ослабить кавитацию центробежных насосов можно путем уменьшения допустимой высоты всасывания, увеличения подпора по сравнению с рассчитанным, уменьшения температуры перекачиваемой жидкости, подачи насоса и частоты его вращения, повышением давления в области потока перед входом в рабочее колесо, в том числе путем впуска во всасывающий трубопровод струй воды из напорного трубопровода. [c.140]

В отличие от центробежных в осевых насосах создаваемый напор находится в прямой зависимости от условий на входе в рабочее колесо. Поэтому при определении кавитационных режимов в насосах данного вида наряду с кавитационным запасом Д/г используется и коэффициент кавитации о. [c.141]

Другими элементами рабочих колес, подверженными кавитационной эрозии вследствие поверхностной кавитации, хотя и в гораздо меньшей степени, чем лопасти, являются втулка и наружный обод колеса радиально-осевых турбин, наружный диск рабочего колеса центробежных насосов и втулки рабочих колес поворотно-лопастных турбин и осевых насосов. Последние разрушаются в местах прилегания торцов лопастей и на цилиндрическом участке поверхности под цапфами лопастей. [c.55]

Кавитационные характеристики центробежного насоса улучшаются с уменьшением размеров втулки рабочего колеса. По данным опытов [93], уменьшение диаметра втулки со 115 до 78 мм привело к увеличению площади сечения потока на входе примерно на 8%. Это небольшое увеличение площади в значительной степени улучшило кавитационные качества насоса. При одном и том же давлении на входе подача насоса увеличилась в среднем на 12%. По тем же причинам целесообразным, с точки зрения ослабления кавитации и ее последствий, является уменьшение диаметра проходного вала у центробежных насосов с рабочими колесами двухстороннего в.кода. [c.134]

Очевидно, что необоснованное использование числа кавитации может привести к очень большим ошибкам. Если снова в качестве примера рассмотреть центробежный насос, то при неблагоприятных условиях его работы кавитация обычно возникает в окрестности передних кромок лопастей и в соседних областях на бандаже рабочего колеса и на корпусе. Однако определение местных давлений и скоростей в этих областях представляет довольно большие трудности, поэтому значительно проще рассчитать число кавитации, например, для течения па входе в насос. Значение параметра К, при котором в некоторой области насоса возникает кавитация, принимается равным Ki- Такой метод применим для сравнения в случае одинаковых значений параметров гидромашины Но и Qo, поскольку для каждой комбинации Яо и Qo при заданной форме внутренних каналов насоса и рабочего колеса местное значение К для рабочего колеса однозначно связано со значением К на входе в насос. [c.68]

К числу первых работ, в которых была экспериментально установлена зависимость напора центробежного колеса от объема кавитационной полости, относятся работы В. П. Козелкова и А. Ф. Ефимочкина [54]. В этих работах при исследовании переходных процессов в гидравлической системе с центробежным насосом, сопровождающихся развитой кавитацией в центробежном колесе, обнаружено, что напор насоса однозначно определяется объемом кавитационной полости в центробежном колесе. Объем У у в свою очередь, определяется из уравнения материального баланса. Наблюдаемый довольно сложный характер изменения давления на выходе из насоса невозможно было объяснить изменением входного давления (с использованием обычных срыв-ных кавитационных характеристик насоса) каждой точке на срывной ветви кавитационной характеристики насоса соответствует строго определенная величина кавитационной полости. [c.160]

Ослабление кавитации в рабочем колесе центробежного насоса может быть достигнуто и за счет иредварительной закрутки потока. Величина кавитационного запаса Я,ю определяется согласно уравнению (41) значением относительной KOpo Tii потока при входе в рабочее колесо. Предварительная [c.156]

Пример большого стенда для испытания насосов и турбин представляет Национальная техническая лаборатория в Ист-Килбрайде (Шотландия), которая упоминалась в гл. 2. В Ист-Килбрайде имеются установки с незамкнутым и замкнутым контурами [16, 27, 52]. Для исследования кавитации построены две замкнутые установки с регулируемым давлением, одна для насосов а другая для турбин. Установка для испытания гидротурбин, представленная на фиг. 2.8, позволяет испытывать модели с диаметром рабочего колеса 508 мм. Циркуляция воды обеспечивается центробежным насосом с регулируемой скоростью вращения мощностью 350 л. с. или осевым насосом с регулируемым шагом мощностью 210 л. с. Установка имеет абсорбер, в котором растворяется свободный воздух, выделившийся вследствие кавитации в испытываемом узле. Абсорберы рассматриваются в разд. 10.9. Мощность поглощается сменными динамометрами (100 и 250 л. с.). С моделями насосов мощностью 250 л. с. можно получить напоры до 75 м при малых расходах жидкости и расходы 1,6 м /с при низких напорах. Давление, температуру и содержание воздуха в воде можно регулировать в широких пределах. Для исследования кавитации в центробежных или диагональных насосах имеется аналогичная установка, в которой можно испытывать модели с диаметром входа до 508 мм и мощностью до 350 л. с. Эта мощность рассеивается благодаря действию сил поверхностного трения в специальных конических дроссельных клапанах, в которых падение давления достигает 180 м вод. ст. при расходах 0,03— 0,6 мз/с [c.552]

Перед вихревым колесом подключить центробежную ступень (центробежно-вихревой насос). У входа в вихревую ступень кавитационный запас больше кавитационного запаса у входа в центробежную ступень на напор центробежной ступени //до. Чтобы кавитация возникала в центробежном колесе, а не в вихревом, надо при возникновении кавитации, т. е. при кавитационном запасе перед центробежным колесом, равном критическому, иметь кавитационный запас у входа в вихревую ступень больше критического Д/гкр.цб + Я цб>А кр.вихр. Отсюда напор центробежной ступени Яцб>А/1кр.вихр—А/гкр.цб- [c.115]

Для умеиьгнення требуемого давления наддува на входе в насосы применяют различные конструктивные меры, улучше-шающие кавитационные характеристики центробежных насосов. К ним относятся специальное профилирование входного устройства насоса и лопаток центробежного колеса, обеспечивающие плавное изменение параметров потока установка перед входом в центробежное колесо дополнительного осевого (шнекового) преднасоса, который создает напор, необходимый для подавления кавитации на входе в центробежное колесо, а также ис-пользовапие в насосах эжекторных устройств, что обеспечивает бескавитационную работу всего насосного агрегата. При этом эжектор вызывает незначительные потери мощности THA, но существенно снижает требуемое давление на входе в насосы. [c.149]

Интенсивная коррозия центробежного насоса в растворе броыа в ДШ (Вг2<15%, Н2О -0,04% ) обусловлена,по-ввдиыому,кавитацией (корпус и колесо насоса) и "истирающей коррозией" (защитная втулка вала). Известно [9], что коррозионная кавитация [c.95]

Способность шнеков устойчиво работать в условиях значительной местной кавитации используется в шнекоцентробежных насосах, где обеспечивается бескавитационная работа центробежного колеса при наступлении 1, 2 и даже 3-го (или близкого к нему) критических режимов кавитации на входе в шнек. Обычно у шнеков Хкав = 0,004 н-0,045 у хорошо спрофилированных шнеков коэффициент Хкав может достигнуть величины 0,02 [c.184]

Здесь А/ ст—падение статического напора перед центробежным колесом из-за частичной кавитации в шнеке (Ар щ). По опытным данным, А/ <.т/р = 0,1 0,15мрш. [c.190]

Исследован ие течен ия жидкости в колесах центробежных насосов, проведенное при помощи скоростной киносъемки [30], показало, что для изучавшейся серии колес и режимов работы кавитация в межлопастных каналах колеса центробежных насосов представляет не от- [c.41]

Поскольку частота, с которой отрываются каверны, сносимые вниз по потоку, имеет значение порядка 10 Гц и практически линейно растет с возрастанием скорости потока, унос парогазовой фазы при изучении частот колебаний порядка 10 Гц можно считать непрерывным процессом, а расход парогаза — пропорциональным скорости потока. Если колебания расхода жидкости отсутствуют, то можно в равной мере пользоваться значением скорости как до, так и после каверны, так как они пропорциональны. При колебаниях эта жесткая связь теряется вследствие появления дополнительного расхода жидкости за каверной, обусловленного изменением объема последней. Так как унос парогазовой фазы происходит из участков каверны, расположенных вниз по потоку, то естественно предположить, что определяющей является скорость после каверны. Последняя при работе насоса пропорциональна расходу на его напорной стороне. Выше уже отмечалось существенное влияние на интенсивность уноса структуры кавитации. В качестве параметра, характеризующего интенсивность уноса, удобно выбрать объем области, охваченной кавитацией, которая монотонно растет по мере снижения числа кавитации. При течении жидкости в межлопастных каналах шнеков или центробежных колес насосов возрастание объема кавитационной каверны приводит к уменьшению проходного сечения для жидкости в межлопастном канале. Последнее приводит к увеличению скорости жидкости, обтекающей каверну, и тем самым к усилению зависимости уноса от объема кавитационной каверны. [c.42]

Формула С. С. Руднева обладает значительными преимуществами по сравнению с уравнением (17). Она вскрывает зави- симость Ahi) max ОТ ОСНОВНЫХ параметров насоса и позволяет производить их выбор с учетом возможности возникновения кавитации. Кроме того, постоянная С, входящая в уравнение (18), является критерием подобия для рабочих колес центробежных насосов. [c.53]

По данным испытаний ВНИИГидромаша уменьшение числа лопастей рабочего колеса центробежного насоса с восьми до четырех приводит к значительному уменьшению величины коэффициента кавитации о [57]. Однако при испытаниях рабочего колеса с четырьмя лопастями была отмечена неустойчивая работа насоса на отдельных режимах, сопровождавшаяся характерными шумами и увеличением вибрации корпуса насоса. Подобные явления отмечались к в других исследованиях [13], [c.132]

Щелевая кавитация аблюдается там, где имеют место высокие скорости движения жидкости в узких зазорах (щелях), например, в зазоре между кромкой лопасти и камерой рабочего колеса в поворотнолшастных гидротурбинах, в торцевых зазорах лопаток осевых и центробежных насосов, в щелевых зазорах направляющих аппаратов, в зазорах уплотнений и т. п. [c.8]

Для уменьшения гидравлического усилия, кроме этих давно известных разгрузочных отверстий, в последние годы начали применяться и разгрузочные кольца. Такое кольцо L (плоское, коническое или иное) жестко прикрепляется к крышке на некотором от нее расстоянии (фиг. 9-20). Обод колеса получает кольцевой выступ между кольцом и выступом — уплотняющая щель М. Вода над кольцом не вращается, она почти неподвижна, почему давление здесь постоянно (пунктир внизу). Перепад гасится щелью С и отверстиями К, а центробежная сила участвует в гащении лишь на коротких участках — 7 и Гд — Г5. Перепады в С и Л возрастают, утечка растет, немного повышается давление на малой площади г,, —но зато оно порядочно падает на большой площади Г2 —/"g (штриховая кривая).. Чавление под кольцом может иногда оказаться меньще, чем в отсасывающей трубе, п даже меньше давления насыщения, что может привести к кавитации. Вокруг кольца образуется небольшой круговорот воды. [c.105]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...