Кавитация в насосах

В ходе эксплуатации насосной установки при низком атмосферном давлении, во время перекачивания жидкостей при высокой температуре или при высоте всасывания более допустимой нормы, в трубопроводе может появиться такое явление, как кавитация. Оно сопровождается характерной вибрацией, шипением, потрескиванием, иными шумами внутри насоса, что может привести к быстрому износу рабочего колеса.

Суть процесса кавитации

В рабочей жидкости, которая перекачивается, в отдельных участках труб давление водяного потока может понижаться до критического показателя. Это приводит к тому, что в сплошном потоке появляется большое количество пузырьков газа и пара, которые выделяются жидкостью и разрастаются под воздействием разряжения до больших пузырей. Затем они попадают в области, где давление достигает показателя выше критического, и лопаются, бесследно исчезая в процессе конденсации. Пузыри захлопываются достаточно быстро, и этот процесс сопровождается гидравлическими ударами, которые приводят к кавитационному разрушению. Таким образом, кавитация в насосах механическим путем разрушает поверхности рабочих элементов насосного оборудования и утяжеляет его дальнейшее использование.

Участок, заполненный движущимися пузырьками, называется кавитационным. Обычно эта зона появляется при сокращении давления жидкости на входе в рабочее колесо ниже уровня давления упругости пара. При этом уменьшается напор рабочей жидкости, а в некоторых случаях полностью прекращается ее подача. В итоге резко уменьшается эффективность работы насоса.

Как избежать кавитации в насосах?

Чтобы стопроцентно исключить риск появления кавитации, для каждого насосного агрегата рассчитываются соответствующие кавитационные характеристики. Критическое давление изменяется в широком диапазоне – это зависит от состояния и физических качеств перекачиваемой жидкости. Так что для определения кавитационных свойств в качестве критического подразумевается давление паров воды или другой жидкости при определенной температуре.

Чтобы не допустить появления кавитации в части протока насосной системы, необходимо учесть причины снижения общего и местного давления. Но более эффективный способ сокращения и абсолютного предотвращения кавитация является геодезический оптимальный расчет места установки насосного оборудования. При этом выбирается соответствующая высота всасывания и температура перекачиваемой жидкости. Сокращая высоту всасывания или повышая подпор, по сравнению с показателями расчетов, можно обеспечить создание определенного запаса, гарантирующего надежную и бесперебойную работу оборудования без кавитации.

Самую высокую устойчивость к последствиям кавитации имеют агрегаты, произведенные из нержавеющей стали или бронзы, с использование специальных покрытий для защиты от истирания и кавитации деталей.