11. Допустимая высота всасывания

Кавитация возникает обычно во всасывающем тракте насоса на лопастях рабочего ко­леса, где статическое давление в потоке жидкости минимально. Оценка кавитационных качеств насосов проводится на основе кавитационных характеристик получаемых испыта­нием на специальных стендах.

Рис.8. Схема всасывающего трубопровода насоса

Основной мерой против кавитации в насосах любых типов и конструкций является соблюдение безопасной высоты всасывания Hвс (Рис.8). Высота всасывания, при которой кавитация не возникает, называется допустимой.

Максимальная высота всасывания, соответствующая давлению парообразования жидкости, называется критической . Работа насоса при недопустима, так как даже небольшое понижение давления обуславливает развитие кавитации.

Допустимая высота всасывания обычно принимается с кавитационным запасом

.

Очевидно, что допустимая высота всасывания зависит от температуры перекачиваемой жид­кости. Если уровень всасываемой жидкости располагается ниже оси насоса и давление на поверхности атмосферное, то при некоторой температуре, обусловливающей достаточно высокое значение , величина становится равной нулю и дальнейшее повы­шение температуры потребует установки насоса ниже уровня жидкости или увеличением давления в ёмкости, из которой происходит всасывание.

Рис.9. Варианты установки насоса относительно жидкости

Практически возможны два различных случая располо­жения насоса относительно приемного резервуара. Установка (рис.9а) характерна для насосов, подающих жидкости с низкой температурой, а установка на (рис.9б) – для насосов, подающих жидкости с высокой температурой, а также при всасывании насосами холодной воды из ёмкостей с достаточно высоким ва­куумом.

Установки, выполнен­ные по схеме рис. 9б часто встречаются в теп­лоэнергетике в схемах ре­генеративного подогрева и питания паровых кот­лов.

12. Природа осевой силы в центробежном рабочем колесе

На ротор любой турбомашины при её работе действует осевая сила. Эта сила наиболее значима для насосов, поскольку в крупных многоступенчатых машинах она может достигать нескольких десятков тонн.

Осевая сила появляется вследствие нера­венства давлений на переднюю и заднюю внешние стенки центробежного рабочего колеса (рис.14).

В пространства А и В между внешними стен­ками рабочего колеса и внутренними стенками корпуса попадает выходящая из рабочего колеса жидкость под давлением . Соответственно на площади рабочего колеса, заключенные между окружностями радиусов и (радиус переднего уплотнения колеса), действуют примерно оди­наковые и противоположно направленные силы (взаимно уравно­вешенные).

Рис.10. Эпюра давлений на рабочее колесо

Гидравлически не уравновешена площадь заднего (коренного) диска рабочего колеса, ограниченная окружностями радиусов R_y и R_B (радиус вала колеса) и равная . На эту площадь диска с внешней его стороны действует давление , а на внутреннюю меньшее по величине давление всаса . Поэтому колесо находиться под разностью давлений с эпюрой, показанной на рис. 14б. В результате на рабо­чее колесо будет действовать осевая сила направленная в сторону его всасывающего отверстия.