Cavitation mewn Pympiau Achos Hollt Suction Dwbl: Achosion, Dyluniad Impeller ac Atebion

Cavitation yw un o'r problemau hydrolig mwyaf cyffredin sy'n effeithio ar bympiau allgyrchol, yn enwedig mewn cymwysiadau sy'n cynnwys cyfraddau llif uchel, amodau sugno heriol, neu weithrediad parhaus. Ar gyfer pympiau achos hollti sugno dwbl, gall cavitation leihau perfformiad hydrolig, cynyddu dirgryniad a sŵn, difrodi arwynebau impeller, a byrhau bywyd gwasanaeth cydrannau hanfodol.

Er bod cavitation yn aml yn gysylltiedig â phwysau sugno annigonol, nid amodau sugno yn unig sy'n pennu'r broblem. Mae geometreg mewnfa impeller, cyflymder llif, pwynt gweithredu, tymheredd hylif, a gwrthiant piblinellau sugno oll yn dylanwadu ar y tebygolrwydd o gavitation.

Felly mae gwella ymwrthedd cavitation yn gofyn am gyfuniad o ddetholiad pwmp priodol, optimeiddio dyluniad hydrolig, a gweithrediad system gywir.

Mae'r erthygl hon yn esbonio sut mae cavitation yn datblygu mewn pympiau achos hollti sugno dwbl, yn archwilio dau welliant dylunio impeller pwysig, ac yn cyflwyno dulliau ymarferol ar gyfer atal cavitation mewn systemau pwmpio diwydiannol.

 

 

1. Beth Yw Cavitation mewn Pwmp Achos Hollti?

Mae cavitation yn digwydd pan fydd pwysedd lleol hylif yn disgyn islaw ei bwysau anwedd, gan achosi rhan o'r hylif i anweddu a ffurfio swigod anwedd bach.

Wrth i'r swigod hyn symud i ranbarthau o bwysau uwch y tu mewn i'r pwmp, maent yn cwympo'n gyflym. Gall cwymp swigod dro ar ôl tro greu effeithiau gwasgedd lleol a difrodi arwynebau metel cyfagos.

Mewn pwmp achos hollti sugno dwbl, mae cavitation yn datblygu'n gyffredin o amgylch y fewnfa impeller, yn enwedig ger ymylon blaenllaw'r llafnau lle gall cyflymiad llif lleol gynhyrchu gostyngiad pwysau.

Mae symptomau nodweddiadol yn cynnwys:

Sŵn clecian anarferol neu sŵn tebyg i raean yn ystod y llawdriniaeth.

Mwy o ddirgryniad a gweithrediad ansefydlog.

Tyllu neu erydiad ar arwynebau impeller.

Llai o ben pwmp ac effeithlonrwydd hydrolig.

Cyfradd llif cyfnewidiol a phwysau rhyddhau.

Difrod cynamserol i berynnau a morloi mecanyddol mewn achosion difrifol.

Dylid gwahaniaethu cavitation ac aer sy'n mynd i mewn i'r biblinell sugno. Gall y ddau gynhyrchu sŵn a gweithrediad ansefydlog, ond mae eu hachosion a'u mesurau cywiro yn wahanol. Dylai diagnosis cywir ystyried pwysau sugno, amodau hylif, data gweithredu, a chanlyniadau arolygu mewnol.

 

2. Pam Mae Pympiau Achos Hollt Suction Dwbl yn Agored i Cavitation?

Mae pwmp cas hollt sugno dwbl fel arfer yn defnyddio casin hollt llorweddol a impeller mynediad dwbl. Mae hylif yn mynd i mewn i'r impeller o'r ddwy ochr, gan rannu cyfanswm y llif rhwng dwy ran fewnfa.

Mae'r trefniant hwn yn cynnig manteision ar gyfer cymwysiadau llif mawr a gall helpu i gydbwyso grymoedd hydrolig echelinol. Fodd bynnag, nid yw'n dileu cavitation yn awtomatig.

Mae'r pwysau yn y fewnfa impeller yn dibynnu ar sawl ffactor:

Cyflymder llif mewnfa uchel

Pan fydd hylif yn mynd trwy dramwyfa fewnfa gyfyngedig neu wedi'i dylunio'n wael, gall ei gyflymder gynyddu a gall pwysau statig lleol ostwng. Os yw'r pwysedd lleol yn disgyn islaw pwysedd anwedd yr hylif, gall swigod anwedd ffurfio.

Amodau gweithredu anaddas

Gall gweithredu'n rhy bell o'r ystod weithredu a argymhellir achosi patrymau llif anffafriol, mwy o golledion hydrolig, gwahanu llif, ac amrywiadau pwysau lleol.

Amodau sugno annigonol

Gall lifft sugno uchel, piblinell sugno hir, pibell rhy fach, falf wedi'i chau'n rhannol, neu hidlydd wedi'i rwystro gynyddu colledion sugno a lleihau'r pwysau sydd ar gael yn y fewnfa pwmp.

Tymheredd hylif uchel

Wrth i dymheredd hylif gynyddu, mae ei bwysedd anwedd yn codi'n gyffredinol. Mae hyn yn lleihau'r ymyl pwysau sydd ar gael cyn i anwedd ffurfio.

Dosbarthiad llif mewnfa anwastad

Gall trefniadau pibellau sugno gwael, penelinoedd cyfagos, newidiadau sydyn mewn diamedr pibell, neu aflonyddwch arall i fyny'r afon gynhyrchu proffil cyflymder nad yw'n unffurf. Gall hyn achosi amodau llif anffafriol wrth fynedfa'r impeller, hyd yn oed pan fydd y pwysau sugno cyffredinol yn ymddangos yn dderbyniol.

Mae deall y ffactorau hyn yn hanfodol cyn penderfynu a yw'r broblem yn gofyn am addasu system, ailgynllunio pwmp, neu gyfuniad o'r ddau.

 

3. Dau Welliant Dyluniad Impeller Pwysig ar gyfer Gwrthsafiad Cavitation

Gall gwella dyluniad hydrolig y fewnfa impeller helpu i leihau cyflymiad llif lleol a cholli pwysau. Dau baramedr dylunio sy'n werth eu gwerthuso yw'r proffil amdo blaen a diamedr canolbwynt y impeller.

3.1 Optimeiddio Radiws Troi'r Amdo Blaen

Mae'r amdo blaen, y cyfeirir ato hefyd fel y plât clawr blaen, yn rhan o daith llif mewnfa'r impeller.

Ger ymyl blaen y llafn impeller, mae geometreg yr amdo blaen yn dylanwadu ar sut mae hylif yn troi ac yn mynd i mewn i'r darnau llafn. Gall trawsnewidiad sydyn neu grymedd anaddas gyfrannu at gyflymiad lleol, gwahanu llif, a dosbarthiad pwysau anffafriol.

Gall optimeiddio radiws troi yr amdo blaen helpu i greu llwybr cilfach llyfnach.

Mae manteision posibl yn cynnwys:

Lleihau newidiadau sydyn yng nghyfeiriad y llif.

Gwella dosbarthiad y cyflymder hylif ger gilfach y llafn.

Lleihau colledion hydrolig lleol.

Helpu i atal rhanbarthau pwysedd isel anffafriol ger mynedfa impeller.

Yn ystod y broses ddylunio, dylid gwerthuso'r radiws troi ynghyd â lled y fewnfa, geometreg blaen y llafn, a llwybr cyffredinol y impeller.

Nid yw radiws mwy yn awtomatig yn well ym mhob pwmp. Gall newidiadau geometrig gormodol effeithio ar y llwybr llif, perfformiad hydrolig, neu ddichonoldeb gweithgynhyrchu. Dylid pennu'r proffil terfynol trwy gyfrifiadau dylunio hydrolig, dynameg hylif cyfrifiadol (CFD), a phrofion perfformiad priodol.

3.2 Lleihau Diamedr Hub Impeller yn Briodol

Y canolbwynt yw rhan ganolog y impeller sy'n cysylltu â'r siafft pwmp ac yn trosglwyddo pŵer cylchdro i'r impeller.

Yn y cam dylunio, gall lleihau diamedr y canolbwynt wrth gadw diamedr mewnfa'r impeller yn ddigyfnewid gynyddu'r ardal llif fewnfa sydd ar gael.

Gall ardal llif effeithiol fwy helpu i leihau cyflymder mewnfa cyfartalog o dan amodau addas, gan wella'r dosbarthiad pwysau ger llygad y impeller o bosibl.

Fodd bynnag, mae diamedr canolbwynt hefyd yn gysylltiedig yn agos â chryfder mecanyddol.

Rhaid ystyried y ffactorau canlynol cyn newid geometreg y canolbwynt:

Diamedr siafft a chryfder mecanyddol.

Trwch wal canolbwynt a chywirdeb strwythurol.

Deunydd impeller a chyflymder cylchdro.

Crynodiad straen o amgylch y canolbwynt a'r cysylltiad siafft.

Ymlyniad impeller a gofynion y cynulliad.

Perfformiad hydrolig ar draws yr ystod weithredu arfaethedig.

Gall lleihau diamedr y canolbwynt heb werthusiad strwythurol digonol wanhau'r impeller neu effeithio ar ddibynadwyedd y cynulliad cylchdroi.

Dylid trin yr addasiad hwn felly fel optimeiddio ar lefel dylunio yn hytrach nag atgyweiriad maes arferol. Rhaid i'r dimensiynau terfynol fodloni gofynion hydrolig a mecanyddol.

 

4. Pwysigrwydd NPSH o ran Atal Cavitation

Dim ond un rhan o atal cavitation yw geometreg impeller. Rhaid hefyd gwerthuso'r berthynas rhwng pen sugno positif net y system sydd ar gael a phen sugno positif net gofynnol y pwmp.

Mae NPSH yn golygu Pen Suction Positif Net. Fe'i defnyddir i asesu a oes digon o bwysau ar gael yn y sugno pwmp i gyfyngu ar ffurfio anwedd.

Mae dau baramedr pwysig:

NPSHa (Pen sugno Cadarnhaol Ar Gael):Yr NPSH a ddarperir gan y system bwmpio o dan amodau gweithredu gwirioneddol.

NPSHr (Angen Pen Suction Positif Net):Gofyniad NPSH y pwmp ar gyfradd llif a chyflymder penodedig, a bennir trwy brofi perfformiad pwmp.

Amod dethol sylfaenol yw:

NPSHa > NPSHr

Mewn peirianneg ymarferol, dylid cynnal ymyl diogelwch priodol hefyd. Mae'r ymyl gofynnol yn dibynnu ar ddyluniad pwmp, amodau gweithredu, y safon berthnasol, ac argymhellion y gwneuthurwr.

Gellir lleihau NPSHa drwy:

Colledion ffrithiant piblinell sugno gormodol.

Lifft sugno uchel.

Lefel hylif isel yn y tanc cyflenwi.

Tymheredd hylif uchel.

Falfiau sugno cyfyngedig neu hidlwyr wedi'u blocio.

Amodau pwysau system anffafriol.

Efallai y bydd gan bwmp impeller wedi'i ddylunio'n dda ond mae'n dal i brofi cavitation os yw'r NPSH sydd ar gael yn annigonol. Felly, rhaid ystyried gofynion ochr y pwmp ac amodau ochr y system.

 

5. Mesurau Ymarferol i Leihau Cavitation mewn Systemau Pwmpio Presennol

Yn ogystal â gwella dyluniad hydrolig y pwmp, gall nifer o addasiadau lefel system helpu i leihau cavitation.

Gwella'r Piblinell Sugno

Defnyddiwch bibell sugno o faint priodol i osgoi cyflymder llif gormodol a cholledion ffrithiant. Cadwch y biblinell sugno mor fyr ac uniongyrchol ag ymarferol, ac osgoi penelinoedd diangen, newidiadau diamedr sydyn, a ffitiadau cyfyngol.

Sicrhewch fod falfiau sugno ar agor yn llawn yn ystod gweithrediad arferol a bod hidlyddion neu hidlwyr yn cael eu harchwilio a'u glanhau'n rheolaidd.

Cynnal Cyflenwad Hylif Digonol

Gwiriwch y lefel hylif yn y tanc cyflenwi ac adolygu drychiad gosod y pwmp. Lle mae amodau'n caniatáu, gall lleihau'r lifft sugno neu gynyddu'r lefel hylif statig wella NPSHa.

Ar gyfer systemau caeedig, gwiriwch fod pwysedd y system yn addas ar gyfer tymheredd hylif a gofynion gweithredu.

Gweithredu Ger yr Ystod Gweithredu a Argymhellir

Gwiriwch y gyfradd llif wirioneddol yn erbyn cromlin perfformiad pwmp y gwneuthurwr.

Osgoi gweithrediad hir ar gyfraddau llif rhy isel neu uchel lle gallai ansefydlogrwydd hydrolig ddatblygu. Dewiswch bwmp y mae ei bwynt effeithlonrwydd gorau a'i ystod weithredu a ganiateir yn briodol ar gyfer y ddyletswydd system ddisgwyliedig.

Monitro Tymheredd a Chyflyrau Hylif

Ar gyfer hylifau poeth, gwerthuswch eu pwysedd anwedd ar y tymheredd gweithredu gwirioneddol. Gall newidiadau mewn tymheredd hylif, cyfansoddiad, gludedd, neu gynnwys nwy ddylanwadu ar berfformiad sugno.

Dylid gwerthuso gofyniad NPSH y pwmp ar gyfer yr amodau hylif a gweithredu gwirioneddol yn hytrach na dibynnu ar ddata cyfeirio sy'n seiliedig ar ddŵr yn unig.

Archwilio impellwyr a darnau llif mewnol

Yn ystod gwaith cynnal a chadw wedi'i drefnu, archwiliwch ymylon blaen llafn impeller, amdoau, ac arwynebau gwlyb eraill ar gyfer tyllu, erydiad, cyrydiad a dyddodion.

Os canfyddir difrod, penderfynwch a yw'n gysylltiedig â cavitation, gwisgo sgraffiniol, cyrydiad, neu fecanwaith arall cyn dewis dull atgyweirio.

 

6. Sut i Ddewis Pwmp Achos Hollti gyda Resistance Cavitation Gwell

Mae dewis pwmp â nodweddion sugno addas yn arbennig o bwysig ar gyfer cyflenwad dŵr llif mawr, cylchrediad dŵr oeri, dyfrhau, a chymwysiadau prosesau diwydiannol.

Cyn dewis pwmp achos hollti sugno dwbl, dylai peirianwyr werthuso'r wybodaeth ganlynol:

Ffactor dewis	Gwybodaeth i'w chadarnhau
Cyfradd llif	Llif gweithredu arferol, lleiafswm ac uchaf
Cyfanswm pen deinamig	Pennaeth gofynnol o dan amodau system gwirioneddol
Priodweddau hylifol	Math, tymheredd, dwysedd, gludedd, a phwysedd anwedd
Amodau sugno	Lefel y tanc cyflenwi, pwysau, lifft sugno, a cholledion piblinellau
NPSH	NPSHa ar gael a NPSHr sy'n ofynnol gan bwmp
Cyflymder pwmp	Cyflymder modur ac amodau gweithredu disgwyliedig
Gosodiad	Sylfaen, trefniant pibellau, ac amodau llif mewnfa
Defnyddiau	Gwrthiant cyrydiad ac addasrwydd ar gyfer yr hylif pwmp

Dylid gwerthuso'r pwmp gan ddefnyddio ei gromliniau perfformiad cyflawn, gan gynnwys llif, pen, effeithlonrwydd, pŵer, a NPSHr.

Ar gyfer ceisiadau â phwysedd sugno cyfyngedig neu amodau mewnfa heriol, gall pwmp gyda nodweddion hydrolig isel-NPSH addas fod yn fwy priodol na dewis model modur mwy neu gapasiti uwch yn unig.

 

Casgliad

Mae cavitation mewn pympiau achos hollt sugno dwbl yn cael ei ddylanwadu gan y system bwmpio a'r dyluniad hydrolig mewnol. Gall NPSH annigonol, cyflymder mewnfa gormodol, dosbarthiad llif anffafriol, ac amodau gweithredu anaddas i gyd gyfrannu at ei ddatblygiad.

Ar y lefel ddylunio, gall optimeiddio'r radiws troi amdo blaen a lleihau diamedr canolbwynt y impeller yn briodol helpu i wella amodau llif y fewnfa. Fodd bynnag, rhaid gwerthuso'r addasiadau hyn ochr yn ochr â chryfder impeller, dyluniad siafft, perfformiad hydrolig, a gofynion gweithgynhyrchu.

Ar gyfer gosodiadau presennol, mae gwella amodau piblinellau sugno, cynnal cyflenwad hylif digonol, gweithredu o fewn yr ystod a argymhellir, a monitro NPSH yr un mor bwysig.

Gall dull systematig sy'n cyfuno dyluniad hydrolig cadarn, dewis pwmp cywir, a gweithrediad system gywir helpu i leihau difrod cavitation a gwella dibynadwyedd hirdymor pympiau allgyrchol diwydiannol.