Что такое кавитация насоса и как ее избежать?

У вас есть насос, который издает хлопающие звуки или звучит так, будто он перекачивает шарики? Если это так, у вас может быть проблема с кавитацией. Кавитация в насосе может вызвать ряд проблем в вашей насосной системе, включая избыточный шум и энергопотребление, не говоря уже о серьезном повреждении самого насоса.

Что такое кавитация насоса?

Проще говоря, кавитация — это образование пузырьков или полостей в жидкости, возникающих в областях относительно низкого давления вокруг рабочего колеса. Взрыв или разрушение этих пузырьков вызывает сильные ударные волны внутри насоса, что приводит к значительному повреждению крыльчатки и/или корпуса насоса.

Если не лечить, кавитация в насосе может вызвать:

• Отказ корпуса насоса
• Разрушение крыльчатки
• Чрезмерная вибрация, приводящая к преждевременному выходу из строя уплотнения и подшипника
• Потребляемая мощность выше необходимой
• Снижение потока и/или давления

Существует два типа кавитации насоса:всасывание и нагнетание.

Всасывающая кавитация

Когда насос работает в условиях низкого давления или высокого вакуума, возникает кавитация на всасывании. Если насос «голодает» или не получает достаточного потока, в ушке рабочего колеса образуются пузырьки или полости. По мере того как пузырьки переносятся на сторону нагнетания насоса, условия жидкости меняются, сжимая пузырьки в жидкость и заставляя их схлопываться о поверхность крыльчатки.

В крыльчатке, ставшей жертвой кавитации на всасывании, будут отсутствовать большие или очень маленькие кусочки материала, что сделает ее похожей на губку. Повреждение крыльчатки появляется вокруг глазка крыльчатки при наличии кавитации на всасывании.

Возможные причины кавитации на всасывании:

• Засорены фильтры или фильтры.
• Засорение трубы.
• Насос работает слишком далеко от кривой насоса.
• Плохая конструкция трубопровода
• Плохие условия всасывания (требования NPSH)

Выброс кавитации

Когда давление нагнетания насоса чрезвычайно велико или работает менее чем на 10 % от точки наилучшего КПД (BEP), возникает кавитация нагнетания. Высокое давление нагнетания затрудняет вытекание жидкости из насоса, поэтому она циркулирует внутри насоса. Жидкость течет между крыльчаткой и корпусом с очень высокой скоростью, вызывая вакуум на стенках корпуса и образование пузырьков.

Как и в случае кавитации на всасывании, схлопывание этих пузырьков вызывает интенсивные ударные волны, что приводит к преждевременному износу наконечников рабочего колеса и корпуса насоса. В крайних случаях кавитация нагнетания может привести к поломке вала крыльчатки.

Возможные причины кавитации нагнетания:

• Засорение трубы на стороне нагнетания
• Засорены фильтры или фильтры.
• Заход слишком далеко влево по кривой насоса
• Плохая конструкция трубопровода

Предотвращение кавитации

Если в насосах возникает кавитация, проверьте следующее, чтобы устранить проблему самостоятельно:

1. Проверьте фильтры и сетчатые фильтры - засорение на стороне всасывания или нагнетания может привести к дисбалансу давления внутри насоса
2. Ссылка на кривую помпы - Используйте манометр и/или расходомер, чтобы понять, где на кривой работает ваш насос. Убедитесь, что он работает с максимальной эффективностью. Эксплуатация насоса за пределами точки максимальной эффективности не только вызывает избыточную рециркуляцию, но и чрезмерный нагрев, радиальные нагрузки, вибрацию, высокие температуры уплотнения и снижение эффективности.
3. Пересмотреть дизайн трубы - Убедитесь, что путь жидкости к насосу и обратно идеально соответствует условиям эксплуатации насоса. Конструкции с перевернутой буквой «U» на стороне всасывания могут задерживать воздух, а конструкции с 90° непосредственно перед насосом могут вызвать турбулентность внутри насоса. И то, и другое приводит к проблемам со всасыванием и кавитации в насосе.

Для получения дополнительной информации о том, как обнаружить и предотвратить кавитацию в насосе, обязательно ознакомьтесь с нашей статьей:Технологии обнаружения и предотвращения кавитации в насосе.

Кавитация является распространенной проблемой в насосных системах, но при правильном выборе размера насоса, конструкции трубопровода и уходе за фильтрами и сетчатыми фильтрами можно в значительной степени избежать повреждения насосов и их рабочих колес.

Gorman Rupp Pumps использует демонстрационный насос со стеклянным корпусом для обучения групп работе с кавитацией. Посмотрите его в действии ниже.