Wie bewältigen axiale Strömungspumpen Kavitation und welche Designmerkmale helfen, Schäden zu verhindern, die durch Kavitation verursacht werden?

Der Laufrad spielt eine zentrale Rolle bei der Betriebswirkung von axialen Durchflusspumpen. Um das Kavitationsrisiko zu minimieren, wird das Laufradkonstruktion akribisch konstruiert, um den Flüssigkeitsfluss und die Druckverteilung zu steuern. Axiale Durchflusspumpen Normalerweise verfügen über zurückgezogene Klingen, die dazu beitragen, einen stetigen Flüssigkeitsfluss aufrechtzuerhalten, wodurch das Auftreten von Niederdruckzonen an den führenden Rändern der Klingen reduziert wird. Die Klingenwinkel werden ebenfalls sorgfältig berechnet, um einen reibungslosen Flussübergang zu gewährleisten, wodurch die Turbulenzen und das Potenzial für Kavitationsblasen zu bilden. Die Wahl der Materialien für den Laufrad, wie korrosionsresistente Legierungen oder Verbundwerkstoffe, stellt sicher, dass der Laufrad den durch Kavitation erzeugten Kräften standhalten kann, ohne unter Verschleiß oder Schäden zu leiden.

NPSH ist ein kritischer Faktor bei der Verhinderung von Kavitation. Es stellt den Unterschied zwischen dem Druck auf der Saugseite der Pumpe und dem Dampfdruck des gepumpteten Fluids dar. Wenn der Druck an der Saugseite der Pumpe zu niedrig sinkt (d. H. Unterhalb des Dampfdrucks des Fluids), tritt eine Kavitation auf. Um dies zu mildern, werden axiale Durchflusspumpensysteme mit spezifischen NPSH -Anforderungen ausgelegt, um sicherzustellen, dass im Einlass immer genügend Druck vorhanden ist, um Kavitation zu verhindern. Die Systemingenieure bewerten das am Saug der Pumpe verfügbare NPSH sorgfältig und wählen Sie Pumpen entsprechend aus, um Kavitation zu vermeiden. Optimierende Systemkomponenten wie Saugrohrleitungen und Ventile können dazu beitragen, den erforderlichen NPSH -Rand für den effizienten Pumpenbetrieb aufrechtzuerhalten.

Das Design der Saugseite ist entscheidend für die Steuerung des Fluideintritts in die Pumpe. Ein glattes, optimiertes Einlass ist wichtig, um Turbulenzen zu verhindern, die den Druck senken und die Höhle fördern können. Saugdiffusoren oder Leitschaufeln werden üblicherweise verwendet, um sicherzustellen, dass die Flüssigkeit reibungslos in die Pumpe fließt, wodurch potenzielle Turbulenzen reduziert und der Druck aufrechterhalten wird, der zur Vermeidung von Kavitation erforderlich ist. Die Positionierung des Saugeinlasses ist ebenfalls kritisch; Es sollte an einem Ort platziert werden, an dem der Fluss gleichmäßig und stabil ist, ohne Hindernis oder Störungen, die lokalisierte Druckabfälle verursachen könnten. Der Ansatzwinkel und der Abstand von der Aufnahme der Pumpe sind auch so konzipiert, dass das Flussmuster optimiert und die Auftreten von Kavitation verhindern wird.

Bei axialen Durchflusspumpen ist die Flüssigkeit parallel zur Pumpenwelle gerichtet, was bedeutet, dass die Aufrechterhaltung der rechten Flussgeschwindigkeit essentiell ist. Übermäßige Geschwindigkeiten am Einlass können zu einem schnellen Druckabfall führen, was die Wahrscheinlichkeit einer Kavitation erhöht. Ingenieure stellen sicher, dass die Sauggeschwindigkeiten durch Verwendung von Einlassrohre mit größerem Durchmesser, glatten Biegungen und sich verjüngenden Abschnitten innerhalb optimaler Grenzwerte gehalten werden, um die Durchflussstörungen zu verringern. Durch sorgfältiger Auswahl der entsprechenden Rohrgröße und des Minimierens des Widerstands in den Saugleitungen kann das System einen stetigen Fluss mit niedriger Geschwindigkeit aufrechterhalten, der verhindert, dass Druck auf den Verdampfungspunkt abfällt. Dies minimiert wiederum das Kavitationsrisiko und verbessert die Pumpenleistung.

Druckentlastungsventile oder VFDs (Variablenfrequenz) werden verwendet, um den konsistenten Druck während des gesamten Pumpenbetriebs aufrechtzuerhalten. VFDs ermöglichen die Einstellung der Pumpengeschwindigkeit basierend auf den Systembedingungen, sodass die Pumpe einen optimalen Durchfluss und Druck aufrechterhalten kann, selbst wenn die Nachfrage schwankt. Durch die Verhinderung großer Druckschwankungen tragen diese Geräte dazu bei, Fälle zu vermeiden, in denen der Flüssigkeitsdruck unter den Dampfdruck fallen kann und Kavitation verhindert. Drucküberwachungsinstrumente innerhalb des Pumpensystems helfen den Betreibern, Anomalien in Echtzeit zu identifizieren und zu beheben, sodass sofortige Korrekturmaßnahmen ermöglichen, wenn das Kavitationsrisiko ein Problem wird.

Kavitationsinduzierte Schäden manifestiert sich häufig als Vibrationen und Rauschen, was nicht nur die Pumpe schädigen kann, sondern auch die Effizienz des Systems verringert. Viele axiale Durchflusspumpen sind mit Vibrationsüberwachungssystemen ausgestattet, um ungewöhnliche Schwingungen zu erkennen, die durch Kavitation verursacht werden. Diese Systeme können Alarme auslösen oder Korrekturaktionen auslösen, z. B. die Einstellung der Pumpengeschwindigkeit oder der Öffnungsdruck-Reliefventile. Schwingungsdämpfer und Stoßdämpfer werden in das Design der Pumpe integriert, um die Übertragung von Kavitationsbetrieben auf andere Komponenten wie Lager und Wellen zu reduzieren. Diese Maßnahmen tragen zur Gewährleistung der Langlebigkeit und des reibungslosen Betrieb