Регулирование центробежных насосов изменением скорости вращения рабочего колеса
Уменьшение скорости вращения насоса от максимальной n1 до текущей n2 приведёт к изменению всех основных параметров насоса.
Q |
|
Q |
n |
|
/ n |
|
|
||
2 |
|
1 |
|
2 |
1 |
|
|
||
H |
|
H |
(n |
|
/ n ) |
2 |
|||
2 |
2 |
|
|||||||
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
||
P P |
|
(n |
|
/ n ) |
3 |
||||
2 |
|
|
|||||||
2 |
1 |
|
|
|
1 |
|
|
||
С помощью формул исходные характеристики насоса (кривые n=100%) могут быть пересчитаны на меньшие скорости вращения, взятые в % от максимальной.
Регулирование центробежных насосов входным направляющим аппаратом
Существуют различные конструкции направляющих аппаратов, позволяющие изменять величину скорости С1u.
Теоретические характеристики вентилятора с углом β2=90 .
Небольшое изменение подачи достигается довольно большим изменением угла α1. При больших α1 происходит снижение КПД.
Регулирование центробежных насосов изменением угла установки лопаток
При изменении угла β2 меняется крутизна характеристик насоса.
При больших значениях Нст КПД меняется слабо, т.е. предпочтительнее именно такие характеристики сети.
Этим способом можно в широком диапазоне менять подачу осевого и диагонального аппарата
Регулирование центробежных насосов применением рабочих колес уменьшенного диаметра
Применение рабочих колёс уменьшенного диаметра.
Явление кавитации
Кавитация – это процесс образования каверн (пузырьков) в области потока, где давления ниже давления парообразования и дальнейшего их схлопывания (разрушения) в области с более высоким давлением, сопровождающийся многочисленными гидравлическими ударами, шумом и вибрацией.
Возникновение кавитации приводит:
•к увеличению гидравлических потерь, снижению мощности и КПД;
•к износу функциональных поверхностей элементов гидроагрегата;
•к звуковым явлениям (шуму и вибрации гидроагрегата) и низкочастотным автоколебаниям давления в трубопроводах.
Явление кавитации
Кавитационный износ (эрозия) вызывается главным образом механическим воздействием кавитирующего потока, которое проявляется в виде ударов высокой частоты, возникающих при захлопывании каверн на обтекаемой поверхности или вблизи нее.
Кавитация, в основном профильная, имеет различные формы или стадии развития:
а - пузырьковую форму кавитации, при которой разрывы сплошности имеют вид отдельных движущихся пузырьков; б - зональную или пленочную с наличием сплошной каверны, заполненной пульсирующими вихрями жидкости;
в - отрывную с полостью, не заполненной жидкостью, г - суперкавитацию, при которой полость настолько развита, что она замыкается за пределами обтекаемого профиля.
Возникновение в турбулентном потоке разрывов сплошности жидкости — каверн, и их захлопывание с формированием в точках потока высокого динамического давления
Явление кавитации
Необходимое условие отсутствия кавитации: Рн˃Рнас, где Рнас - давление насыщенных паров.
Минимальное значение напора на всасе hвс, которое необходимо обеспечить для недопущения кавитации в насосе. Положительное значение напора на всасе НВС+, м обеспечивается из условия:
h |
|
(P |
P ) |
H |
|
dH |
E |
V |
|
||||
|
|
|
|
|
||
ВС |
|
g |
|
Z |
|
|
|
|
|
|
|
||
где PЕ - абсолютное давление воды в верхней точке контура всаса насоса (например, абсолютное давление в деаэраторе котла, Па), PV - давление насыщения пара при заданной температуре воды, Па (например, PV = 117 106 Па при температуре питательной воды котла равной 104 ͦ),С dH - потеря напора воды в контуре всаса насоса.
Для холодной воды в формуле соотношение (PЕ - PV) / (ρ · g) = 10
Кавитационный запас
Превышение давления на входе в насос над давлением насыщенного пара перекачиваемой жидкости называется кавитационным запасом сети ∆h.
Кавитационный запас:
где ∆hдоп- допускаемый кавитационный запас, φ –коэффициент запаса (φ =1.15-1.3),
∆h1кр – кавитационный запас энергии всасывания, соответствующий первому критическому режиму кавитации: началу снижения параметров.
При фиксированной высоте всасывания hвс, ∆h тем больше, чем ниже потери hп и ниже температура жидкости. Т.к. при этом Рнас падает.
Если насос перекачивает горячую жидкость, то Рнас велико и ∆h может принять знак «-». В этом случае необходимо обеспечить подпор (резервуар, из которого насос забирает жидкость расположить выше оси насоса).
Допускаемая высота всасывания:
Меры борьбы с кавитацией
1.Профилирование входного патрубка, обеспечивающее равномерное поле скоростей на входе в насос.
2.Увеличение ширины лопастей на входе.
3.Применение колес с вихревым отрывом.
4.Применение бустерного насоса.
5.Установка перед рабочим колесом насоса шнекового насоса или осевой ступени для повышения давления на входе в рабочий насос.
6.Гуммирование, газотермическое напыление, электродуговая и лазерная наплавка, использование покрытий.