Hogyan kezelik az axiális áramlási szivattyúk a kavitációt, és milyen tervezési tulajdonságok segítik megakadályozni a kavitáció által okozott károkat?

A járókerék központi szerepet játszik az axiális áramlási szivattyúk működésében. A kavitáció kockázatának minimalizálása érdekében a járókerék kialakítását aprólékosan úgy fejlesztették ki, hogy szabályozzák a folyadékáramot és a nyomás eloszlását. Tengelyirányú áramlási szivattyúk Jellemzően olyan háton söpört pengék, amelyek elősegítik a folyamatos folyadék áramlását, ami csökkenti az alacsony nyomású zónák előfordulását a pengék vezető szélén. A penge szögeit gondosan kiszámítják a sima áramlási átmenetek biztosítása érdekében, minimalizálva a turbulenciát és a kavitációs buborékok kialakulásának lehetőségét. A járókerék számára, például korrózióálló ötvözetek vagy kompozit anyagok anyagának megválasztása biztosítja, hogy a járókerék ellenálljon a kavitáció által generált erőknek anélkül, hogy kopás vagy károsodás szenvedne.

Az NPSH kritikus tényező a kavitáció megelőzésében. Ez a szivattyú szivattyújának nyomása és a szivattyúzott folyadék gőznyomásának különbségét képviseli. Ha a szivattyú szívó oldalán lévő nyomás túlságosan alacsonyan esik (azaz a folyadék gőznyomásának alatt), akkor kavitáció jelentkezik. Ennek enyhítése érdekében az axiális áramlási szivattyú rendszereket konkrét NPSH -követelményekkel tervezték, hogy biztosítsák, hogy a bemeneti nyílás mindig elegendő nyomás legyen a kavitáció megelőzésére. A rendszermérnökök óvatosan értékelik a szivattyú szívásánál elérhető NPSH -t, és ennek megfelelően válassza ki a szivattyúkat a kavitáció elkerülése érdekében. A rendszer alkatrészei, például a szívócsövek és a szelepek optimalizálása elősegítheti a szivattyú hatékony működéséhez szükséges NPSH -margó fenntartását.

A szívóoldal kialakítása elengedhetetlen a folyadék bejutásának szabályozásában a szivattyúba. A sima, ésszerűsített bemeneti nyílás elengedhetetlen a turbulencia megelőzéséhez, amely csökkentheti a nyomást és elősegítheti a kavitációt. Szívó diffúzorokat vagy vezető lapátokat általában alkalmaznak annak biztosítása érdekében, hogy a folyadék zökkenőmentesen folyjon a szivattyúba, csökkentve a lehetséges turbulenciát és fenntartva a kavitáció elkerüléséhez szükséges nyomást. A szívó bemeneti nyílás elhelyezése szintén kritikus; Olyan helyre kell helyezni, ahol az áramlás egyenletes és stabil, obstrukció vagy zavarok nélkül, amelyek lokalizált nyomásesést okozhatnak. A megközelítési szöget és a szivattyú bevitelétől való távolságot szintén úgy tervezték, hogy optimalizálja az áramlási mintát és megakadályozza a kavitáció bekövetkezését.

Az axiális áramlási szivattyúkban a folyadék a szivattyú tengelyével párhuzamosan irányul, ami azt jelenti, hogy a jobb áramlási sebesség fenntartása elengedhetetlen. A bemeneti nyílás túlzott sebessége gyors nyomásesést eredményezhet, növelve a kavitáció valószínűségét. A mérnökök biztosítják, hogy a szívási sebességet az optimális határokon belül tartsák be, ha nagyobb átmérőjű bemeneti csövek, sima hajlítások és kúpos metszetek használják az áramlási zavarok csökkentése érdekében. A megfelelő csőméret gondos kiválasztásával és a szívóvezetékek ellenállásának minimalizálásával a rendszer fenntartja a folyamatos, alacsony sebességű áramlást, amely megakadályozza, hogy a nyomás a párologtatási pontra esjen. Ez viszont minimalizálja a kavitáció kockázatát és javítja a szivattyú teljesítményét.

A nyomáscsökkentő szelepeket vagy a változófrekvenciás meghajtókat (VFD -k) használják a szivattyú működésének folyamatos nyomásának fenntartására. A VFD -k lehetővé teszik a szivattyú sebességének beállítását a rendszer körülményei alapján, lehetővé téve a szivattyú számára, hogy fenntartsa az optimális áramlást és a nyomást, még akkor is, ha a kereslet ingadozik. Ha megakadályozzák a nagy nyomás ingadozását, ezek az eszközök segítenek elkerülni azokat az eseteket, amikor a folyadéknyomás a gőznyomás alá eshet, megakadályozva a kavitációt. A szivattyú rendszeren belüli nyomásfigyelő eszközök segítenek az operátoroknak valós időben azonosítani és kezelni az összes rendellenességet, lehetővé téve az azonnali korrekciós intézkedéseket, ha a kavitációs kockázat aggodalomra ad okot.

A kavitáció által kiváltott károsodás gyakran rezgésekként és zajként nyilvánul meg, ami nem csak a szivattyút károsíthatja, hanem csökkenti a rendszer hatékonyságát is. Számos tengelyirányú áramlási szivattyú van felépítve rezgésmegfigyelő rendszerekkel, hogy felismerjék a kavitáció által okozott szokatlan rezgációkat. Ezek a rendszerek riasztásokat válthatnak ki, vagy korrekciós műveleteket kezdeményezhetnek, például a szivattyú sebességének beállítását vagy a nyomócsökkentő szelepek kinyitását. A rezgéscsillapítókat és az ütés-abszorbenseket beépítik a szivattyú kialakításába, hogy csökkentsék a kavitáció által kiváltott rezgések más alkatrészekre, például csapágyakra és tengelyekre történő továbbítását. Ezek az intézkedések elősegítik a szivattyú hosszú élettartamát és zökkenőmentes működését azáltal, hogy enyhítik a kavitáció által kiváltott feszültségek káros hatásait.