Фрагмент № 19Г Бескавитационная работа насоса

Основными параметрами при определении условий бескавитационной работы насоса являются высота всасывания и допустимый кавитационный запас.

Различают геометрическую и вакуумметрическую высоту всасывания.

Геометрическая высота всасывания (Нг.вс.) для горизонтальных насосов – расстояние по вертикали от свободного уровня поверхности перекачиваемой жидкости до оси насоса. Если ось насоса расположена выше уровня жидкости, то высоту всасывания считают положительной (рис. 1 а), если ниже – отрицательной (рис. 1 б).

Вакуумметрическая высота всасывания (Нвак) больше геометрической на величину потерь (см. Фрагменты № 8Г и № 9Г) во всасывающем трубопроводе (hвс) и величину скоростного напора на входе в насос.

Подъём жидкости из источника сообщающегося с атмосферой происходит под действием атмосферного давления ра, величина которого превышает давление на входе в насос р1. Разность между этими давлениями и определяет теоретическую вакуумметрическую высоту всасывания.

Кавитация (см. Фрагмент № 18Г) ограничивает высоту всасывания насоса.

Для бескавитационной работы насоса должно выполняться следующее условие:

Где р1 – давление жидкости на входе в насос, Па; рп – давление парообразования, Па; ρg – удельный вес жидкости, Н/м3; V1 – скорость жидкости на входе в насос, м/с; Δh – кавитационный запас напора, м.

Таким образом, кавитационный запас (Δh) это превышение полного напора на входе насоса над напором, соответствующим давлению насыщенных паров (см. Фрагмент № 18Г).

Если весь кавитационный запас преобразуется в кинетическую энергию жидкости и расходуется на преодоление гидравлических сопротивлений, то величина давления на входе понизится до величины давления насыщенных паров (давления парообразования) и возникнет кавитация. Кавитационный запас при котором происходит кавитация называется критическим или минимальным (Δhmin).

Для обеспечения надёжности всасывания, учитывая возможные изменения условий (колебание уровня, изменение температуры и др.) величину hmin следует умножить на коэффициент запаса Ψ, равный 1,1 – 1,5. Тогда
Δhдоп = Ψ Δhmin,
где Δhдоп – допустимый кавитационный запас.

Во всех каталогах насосов наряду с такими техническими параметрами как подача, напор, потребляемая мощность и др. (см. Фрагмент № 2Г), указывается допустимый кавитационный запас.

За рубежом параметр Δh  (кавитационный запас) обозначают как NPSHR, а величину Δhдоп (допустимый кавитационный запас) как NPSHA.

Таким образом, основным средством предупреждения кавитации является поддержание достаточного избыточного давления на входе насоса над давлением парообразования, то есть соблюдения такой высоты всасывания, при которой кавитация не возникает.

Примечание.

Для любителей точных формулировок приводим выдержку из ГОСТ 17398 – 72:
Допускаемый кавитационный запас – кавитационный запас, обеспечивающий работу насоса без изменения основных технических показателей.