Кавитационные явления в центробежных насосах

КАВИТАЦИОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСАХ [c.137]

Конструктивные параметры шнека выбираются из условия обеспечения высоких антикавитационных качеств высокооборотного шнеко-центробежного насоса. В то же время установленное направление изменения конструктивных параметров шнека для стабилизации системы в конечном счете приводит к снижению напора шнека . Это может оказаться недопустимым с точки зрения обеспечения бескавитационных условий работы центробежного колеса. Заметим, что при возникновении кавитационного режима работы центробежного колеса дальнейшие изменения конструктивных параметров шнека с целью стабилизации системы, как правило, не приводят к желаемому результату, так как в этом случае существенное дестабилизирующее влияние на устойчивость системы могут оказывать кавитационные явления в центробежном колесе (см. разд. 4.7). В подобных случаях задача обеспечения устойчивости значительно усложняется и возникает необходимость в разработке специальных средств подавления кавитационных колебаний. Как следует из теории, возможные направления повышения устойчивости системы связаны с изменением конструктивных параметров входной части шнека, которые оказывают определяющее влияние на параметры и j, и с увеличением коэффициентов гидравлического и инерционного сопротивлений питающего трубопровода. [c.134]

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]

Развитие кавитационных явлений в шнеко-центробежном насосе на режимах с пониженным расходом имеет свои особенности [111]. [c.14]

Кавитационные явления в шнеко-центробежном насосе существуют в определенном диапазоне входного давления (режим частичной кавитации) и не оказывают заметного влияния на основные параметры насоса (напор, расход, КПД). [c.33]

Остановимся на расчетном определении энергетических характеристик шнекоцентробежного насоса при отсутствии влияния на них кавитационных явлений (в шнеке, центробежном колесе, отводе). [c.171]

Исходной величиной для гидравлического расчета всасывающего трубопровода центробежного насоса является допустимая максимальная величина вакуума, при которой отсутствуют в насосе кавитационные явления. [c.126]

Явление.кавитации может наблюдаться, например, в сифонных трубопроводах, где ее появление обусловливается геометрической конфигурацией и принципом действия самого трубопровода, основной своей частью находящегося под давлением, меньшим чем атмосферное кавитация может иметь место также и при работе быстроходных гидравлических турбин, центробежных насосов и гребных винтов. В этих случаях причиной кавитации является возникновение больших местных скоростей, ведущих к понижению давления. Если при этом давление оказывается меньше упругости паров, в соответствующих местах потока начинается бурное испарение жидкости, она начинает кипеть и в ней образуются кавитационные полости, состоящие из пузырьков, заполненных паром. Если затем при дальнейшем движении потока давление в нем повышается, происходит конденсация пара, обычно сопровождаемая резким треском, и кавитационные полости смыкаются. Возникновение кавитации значительно облегчается при наличии в жидкости пузырьков воздуха, а также растворенных газов. [c.241]

Явление кавитации может возникать, например, во всасывающих линиях насосных установок и сифонных трубопроводах, где ее появление обусловливается конфигурацией и принципом действия самого трубопровода, основная часть которого работает при давлении ниже атмосферного. Кавитация может возникать также при работе быстроходных гидравлических турбин, центробежных насосов и гребных винтов. В таких случаях ее причиной являются большие местные скорости и снижение давления. Если при этом давление оказывается ниже давления насыщения паров, в соответствующих местах потока начинается бурное испарение жидкости, которая начинает кипеть , и в ней образуются кавитационные полости. Если при дальнейшем движении потока давление в нем повышается, происходит конденсация пара, обычно сопровождаемая резким треском, и кавитационные полости смыкаются. Возникновению кавитации способствует наличие в жидкости пузырьков воздуха или растворенных газов. [c.104]

Гидросистемы работают обычно в условиях вибраций элементов их конструкции. Возникающие при этом вынужденные колебания давлений жидкости могут приводить к различным нежелательным и даже опасным явлениям кавитационным срывам работы насосов, неравномерной подаче жидкости, потере устойчивости и др. Для прогнозирования возможности появления подобных явлений нужны математические модели, позволяющие рассчитывать соответствующие процессы. Эти вопросы наиболее актуальны и менее изучены для гидросистем с центробежными насосами, применяющихся на ряде современных объектов. В данной работе предпринимается попытка разработать и экспериментально проверить упрощенную математическую модель, отражающую влияние вибраций на колебания давления жидкости в гидросистеме с центробежным насосом. [c.229]

По сравнению с центробежным вихревой насос компактнее (напор в 3—9 раз больше при тех же размерах и той же частоте вращения), конструкция его проще и дешевле. Большинство вихревых насосов обладает самовсасывающей способностью. Многие вихревые насосы могут работать иа смеси жидкости и газа. В вихревом насосе изменение напора меньше влияет на подачу, чем в центробежном, о чем свидетельствует более крутая характеристика (рис. 2.). Недостатком вихревого насоса является низкий КПД, не превышающий в рабочем режиме 45%, что препятствует применению вихревого насоса при больших мощностях. У наиболее распространенных насосов КПД 35—38 %. Вихревые насосы имеют подачу до 12 л/с, напор до 250 м, мощность до 25 кВт, коэффициент быстроходности /7з = 4...40. Подача равномерная. Частота вращения вихревого насоса, как и лопастного, ограничена только кавитационными явлениями. Следовательно, насос может быть непосредственно соединен с электродвигателем. Вихревые насосы не пригодны для перекачивания жидкости с большой вязкостью из-за резкого снижения напора. Допустимую вязкость жидкости определяют по числу Рейнольдса Ке = У /у>20 ООО, где R и и — радиус и окружная скорость рабочего колеса. Не пригодны вихревые насосы для подачи жидкостей, содержащих абразивные частицы быстрое изнашивание стенок торцовых и радиальных зазоров приводит к падению напора и КПД насоса. [c.3]

В настоящее время довольно широкое распространение получили гидравлические системы, включающие высокооборотные шне-ко-центробежные насосы с высокими антикавитационными свойствами, которые даже на режимах, близких к оптимальному, работают в условиях скрытой кавитации. Скрытая кавитация, несмотря на существование в проточной части кавитационных каверн определенных размеров, не оказывает заметного влияния на статические выходные параметры насоса (напор, мощность, КПД), но приводит к изменению динамических характеристик системы, понижению собственных частот колебаний жидкости в питающем трубопроводе и, наконец, при определенных условиях вызывает самовозбуждение колебаний давления и расхода в системе. Поскольку природа этих колебаний обусловлена кавитационными явлениями в насосах, они и получили название кавитацион-н ы X. [c.3]

При исследовании влияния кавитационных явлений в шнеко-центробежном насосе на понижение собственных частот колебаний в гидравлических системах М. С. Натанзоном в 1962 г. было указано на возможность самовозбуждения автоколебаний в системе питающий трубопровод — насос, обусловленных кавитационными явлениями в насосе. Этот новый вид неустойчивости получил название кавитационных колебаний [16, 67. [c.33]

Примером системы, у которой граничные условия достаточно близки к граничным условиям закрытого конца, может служить высоконапорный центробежный насос, установленн >га на выходе из тракта (без кавитационных явлений). В соответствии с соотношением (2.3.4) в данном случае 2 = Ри/Ри при этом Ар р . Разделив все члены зависимости (2.3.4) на Ар /ри найдем [c.74]

Явление кавитации наблюдается в трубопроводах, находящихся под пониженным давлением, оно наблюдается при работе быстроходных центробежных насосов, рабочих колес гидротурбин, лопастей винтов, у крыльев судов на подводных крыльях, и т. д. Кавитация оказывает вредное действие на работу машин и трубопроводов увеличиваются потери энергии на трение, понижается КПД, развиваются опасные вибрации и происходит так называемая кавитационная коррозия металлов, т. е. разрушение металла вследствие развивающихся многочисленных гидравлических ударов. Вначале с поверхности металла, подвергаемого кавитационной коррозии, выкрашиваются отдельные кусочки, а затем процесс быстро распространяется в глубь металла, охватывая своим разрушающим действием все большие участки. В результате металл становится рыхлым, губчатым и в конце концов совсем разрушается. Часто к кавитационной коррозии добавляется хн.М че-ская коррозия, и процесс разрушения металла еще больше ускоряется. Во избежание кавитационных явлений или с целью у мень-шения их отрицательного действия приходится ограничивать частоту вращения рабочих колес гидравлических машин, вингов судов, уменьшать скорость движения судов на подводных крыльях, изготовлять колеса, винты, крылья из антикоррозионных особопрочных материалов и придавать им специальные, порой весьма сложные, формы. [c.47]

Учитывая сложность явлений, сопровождаюп их кавитационное течение жидкости в шнеко-центробежном насосе, для выявления возможных механизмов неустойчивости необходимо определить физическую модель, которая будет положена в основу теоретического исследования. [c.15]

Модели явления неустойчивости в системах, включаюн их шнеко-центробежный насос, основываются на экспериментальном факте сун ествования в межлопастных каналах осевого шнекового преднасоса кавитационных каверн, которые не оказывают заметного влияния на снижение напора насоса (см. гл. 2). В основу струйной модели кавитационных колебаний [77, 95] положена модель кавитации, включаюн ая кавитационную каверну, длина Которой сун ественно меньше длины лопасти шнека, а высота равна определенной высоте следа. Эта модель наиболее точно описывает [c.15]

Разнообразие типов гидродинамической кавитации в шнеко-центробежных насосах, сложность и недостаточная изученность кавитационных явлений привели к появлению нескольких моделей кавитационных колебаний в системе шнеко-центробежный насос—трубопроводы [10, 57, 68, 77, 95]. Степень завершенности различных моделей в настоящее время не одинакова. Некоторые из них носят чисто качественный характер и их выводы допускают в связи с этим ограниченную экспериментальную проверку, другие — допускают более широкий круг экспериментальных проверок и, наконец, — третьи, в явном виде содержащие конструктивные и режимные параметры насосов, представляют наиболее полно разработанные модели, допускающие проведение широкого и целенаправленного эксперимента. К числу последних относится группа моделей, которые могут быть названы гидродинамическими (квазистационарная струйная модель, уточненная квазистацио-нарная модель, нестационарная модель и модель развитых кавитационных колебаний). [c.64]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...