Как правильно оценить работу насосной системы?

NPSH (Net Positive Suction Head) - это высота столба жидкости над всасывающим патрубком насоса и используется для оценки работоспособности насосной системы без возникновения кавитации.

Допустимый NPSH (NPSHa) - это характеристика самой системы, в которой функционирует насос. Это разница между атмосферным давлением, высотой всасывания насоса и давлением насыщенных паров жидкости. Для расчета NPSHa необходимо учитывать атмосферное давление (Pb), давление насыщенных паров жидкости при максимальной рабочей температуре (Vp), давление на поверхности жидкости в емкости (p), максимальную высоту всасывания (Ls), максимальную высоту подпора (Lh) и потери на трение во всасывающем трубопроводе (hf).

Реальное значение NPSHa измеряется с помощью манометра, установленного на всасывающей стороне насоса. Для расчета NPSHa используется формула: NPSHa = Pb - Vp ± Gr + hv, где Gr - показания манометра на всасывании насоса, с учетом давления относительно атмосферного, и hv - динамический напор во всасывающем трубопроводе.

Требуемое значение NPSH (NPSHr) зависит от конструкции конкретного насоса. Когда жидкость проходит через всасывающий патрубок насоса и попадает на направляющее колесо рабочего элемента, ее скорость увеличивается, и давление снижается. Потери давления также происходят из-за турбулентности и неровности потока жидкости, так как жидкость сталкивается с лопатками колеса.

Центробежная сила, создаваемая лопатками рабочего элемента, также увеличивает скорость жидкости и снижает ее давление. NPSHr представляет собой минимальную высоту подпора на всасывающем патрубке насоса, необходимую для компенсации всех потерь давления внутри насоса и поддержания уровня жидкости выше точки насыщения паров. Это также ограничивает потери напора, связанные с кавитацией, которые обычно держатся на уровне 3%. Этот трехпроцентный запас по NPSHr широко применяется для облегчения расчетов. Большинство насосов с низкой всасывающей способностью могут работать с небольшим запасом NPSHr, что обычно не сказывается на их долговечности. Информация о характеристиках NPSHr обычно предоставляется производителями насосов и зависит от их скорости и производительности.

Кавитация - это явление, которое происходит в насосе, когда нет достаточной высоты всасывания (NPSHa). В этом случае давление жидкости становится ниже давления насыщенных паров, и мельчайшие пузырьки пара начинают двигаться вдоль лопаток рабочего колеса, особенно в области высокого давления, где эти пузырьки быстро разрушаются.

Разрушение или "взрыв" пузырьков происходит настолько быстро, что может создаваться характерный шум, похожий на рокот или звук гравия, падающего в насос. В случае насосов с высокой всасывающей способностью, взрывы пузырьков могут быть настолько сильными, что лопатки рабочего колеса разрушаются всего за несколько минут. Кавитация также может привести к эрозии рабочего колеса.

Кавитация может быть легко обнаружена по характерному шуму. Она также может снижать производительность насоса из-за испарения жидкости и вызывать снижение напора и неустойчивость в его работе, а также увеличивать энергопотребление. Кроме того, кавитация может вызывать вибрации и механические повреждения, такие как повреждение подшипников.

Для предотвращения кавитации при использовании стандартных насосов с низкой всасывающей способностью необходимо обеспечить, чтобы NPSHa системы был выше, чем NPSHr насоса. Это помогает избежать нежелательных последствий кавитации и обеспечивает нормальную работу насосной системы.

Обратитесь в инженерную службу компании Дриллмастер для консультации и решении Ваших задач.