Що таке кавітація і як ми можемо запобігти їй?
Хоча загальноприйнято думати, що на вході в насос всмоктується масло, насправді це спрацьовує атмосферний тиск, по суті, тиск атмосфери витісняє нафту з резервуару в напрямку нижчого тиску.
Як тільки нафта витягується з резервуару через всмоктування насоса, об'єм рідини переміщується в область зменшення об'єму для створення потоку. Для початку цього процесу у всмоктуванні гідравлічного насоса повинен бути мінімальний тиск, як показано на наступній схемі.
Як бачите, всмоктування насоса відіграє важливу роль у правильній роботі, на жаль, ті, хто проектує та обслуговує насосні системи, зосереджуються на виборі та обслуговуванні насосів на основі напірної або напірної секції, не зважаючи на належне підтримання всмоктування, це може призвести до до погіршення функції всмоктування та серйозних проблем, таких як кавітація.
Кавітація відбувається, коли абсолютний тиск на стороні всмоктування занадто низький і повітря виходить з розчину, створюючи бульбашки в маслі, оскільки ці бульбашки підштовхуються до сторони виходу високого тиску насоса, коли вони руйнуються, це створює локалізовані ударні хвилі що виштовхують шматки матеріалу з насоса, це також може спричинити надмірне нагрівання та зменшення мастила, що призводить до зносу тертя з часом.
Кавітація може спричинити несправність насоса та пошкодити інші компоненти вашої системи, тому дуже важливо регулярно перевіряти стан всмоктування насоса.
Аналіз умов всмоктування в стаціонарному режимі та змінному потоці
PSI проти PSIA Яка різниця? PSI, або фунти на квадратний дюйм є мірою тиску, PSIA описує абсолютний тиск у PSI, включаючи тиск в атмосфері, абсолютний тиск також відомий як загальний тиск.
Технічне обслуговування гідравлічних насосів з фіксованим потоком
Існує дві зони, якими потрібно керувати, щоб підтримувати мінімальний тиск всмоктування насосів у стабільному стані:
1. - Енергія, необхідна для підйому масла через всмоктувальний трубопровід (включаючи падіння тиску через витрату). Ми не позначаємо цю дію як тиск фази 1, оскільки він представляє кількість енергії, необхідної для прискорення рідини через внутрішні канали насосів і підтримання насоса повним.
2.- Мінімальний абсолютний тиск, який повинен мати насос, щоб уникнути пошкодження. Це називається NPSH (чистий позитивний всмоктуючий напор)
Щоб насос працював, атмосферний тиск повинен бути більшим, ніж тиск FAS 1 + NPSH, кожен насос має свої специфікації щодо мінімального/максимального допустимого тиску на вході, але ми можемо використати наступний приклад, щоб проілюструвати, як його розрахувати.
Для початку врахуйте, що ви обслуговуєте насос 18 об/хв, NPSH дорівнює 12 PSIA зі стандартним гідравлічним мастилом та 1800 об/хв, відповідно до специфікацій виробника.
Як ви можете бачити на схемі, всмоктувальна труба має діаметр 1,38 дюйма на 18,1 дюйма в довжину і 12,1 дюйма просвіту резервуару, використовуючи рідину на нафтовій основі.
Кожна стопа нафтового підйомника вимагає приблизно 0,4 фунтів на квадратний дюйм, швидкість рідини 3,8 фута на секунду, падіння труби на столики 0,05 фунтів на квадратний дюйм завдяки потоку через трубу.
Загальні втрати всмоктувальної лінії в стійкому стані становлять 0,4 PSI + 0,05 PSI або 0,45 PSI, віднімаючи з атмосферного тиску втрати 14,7 - 0,45 = 14,25 PSI, тому остаточне число становить 14,25. Оскільки це остаточне число перевищує NPSH у 12 PSIA, ви можете бути впевнені, що система працює добре.
Технічне обслуговування всмоктувального насоса зі змінним потоком
Якщо ми застосуємо однакові числа до насоса зі змінним об'ємом, результат буде менш прийнятним. Далі ми пояснюємо, чому:
Уявіть, що насос не користується попитом, і тому він утримується від ходу, а це означає, що потоку немає. Коли потрібен потік, насос знову активується, що вимагатиме прискорення масляного стовпа в лінії всмоктування.
Ця раптова зміна попиту вимагає тиску від статичного дросельного насоса до тиску, який є достатньо сильним для переміщення масла та запобігання кавітації.
Ми розглядаємо нашу модель, застосовуючи цифри.
Я припускаю, що насос вносить зміни за 70 мілісекунд (мс). Об’єм рідини, який потрібно прискорити, становить 1,5 дюйма в квадраті * 18,1 ”= 21,1 кубічного дюйма.
Примітка: Оскільки вся колонка масла в трубі повинна прискорюватися, ми використовуємо вимірювання 18,1 "замість 12,1"
Щоб розрахувати вагу масла в лінії всмоктування, ми помножимо об'єм (27,1 кубічних дюймів) на питому вагу (0,0314 фунтів/куб. Дюйма), що дорівнює силі 0,85 фунта.
Fa = маса * прискорення
Прискорення = v/t = 3,8/0,07 = 54,37 футів за другий квадрат
Fa = (0,85/32,2) * 54,3 = 1,4 фунтів
Ft = 0,85 фунтів + 1,4 фунтів = 2,25 фунтів
Сила, доступна в трубі з атмосфери (потужність рідини) (Fp) = 14,7 PSIA * 1,5 квадратних дюйма = 22,05 фунтів
Чиста сила = 22,05 фунтів - 2,25 фунтів = 19,8 фунтів
NPSH = 19,8 фунтів/1,5 кв. Дюйма = 31,2 PSIA
Ці розрахунки показують, що система правильна, оскільки для роботи насоса для всмоктування потрібно мінімум 12 фунтів на квадратний дюйм на всмоктування, але якщо система встановлена на висоті 2300 футів над рівнем моря (13,4 фунтів на квадратний дюйм), порожнистий насос буде активовано.
13,5 PSIA * 1,5 дюйма в квадраті = 20,1 фунтів
20,1 фунтів - 2,25 фунтів = 17,85 фунтів
17,85 фунтів/1,5 квадратних дюйма = 11,9 PSIA менше, ніж 12 PSIA, необхідного.
У наведеному вище прикладі не враховуються втрати в трубі, однак нерідкі випадки, коли в портах насоса можна знайти коліна та фітинги, які можуть представляти втрати всмоктування.
Інші міркування щодо дизайну
На додаток до підтримання хороших умов на вході, будь-які невеликі витоки всмоктування будуть втягувати повітря, що також погано для насоса, невеликі витоки призведуть до того, що насос втратить первинний стан при кожному вимкненні системи, а це означає, що він почне висушіть і просушіть до відновлення праймера.
З цієї причини ніколи не є гарною ідеєю встановлювати гідравлічні насоси над рівнем рідини, навпаки, конструкції гідравлічних систем повинні гарантувати, що вхідний отвір насоса залитий, тобто рівень масла вище всмоктуючого насоса.
Кульовий кран можна використовувати для ізоляції насоса від резервуара на випадок, якщо йому потрібне обслуговування, а також кінцевий вимикач на кульовому клапані, щоб запобігти роботі системи, якщо кульовий кран відкритий не повністю.
Цю статтю надав Тім Бек, керівник проектування систем та додатків у підрозділі гідравлічних насосів та енергетичних систем Паркера Ханніфіна.
Якщо ви перебуваєте в Мексиці і хочете дізнатись більше про цю технологію, будь ласка, зв’яжіться з Рікардо Баесом, менеджером з гідравлічних продуктів у Parker Hannifin de México.
- 5 найважчих бійців UFC в історії Блоги El Tiempo
- Будьте обережні з тим, що ви танцюєте POP тощо Блоги EL PAÍS
- Вони представляють новий метод схуднення за допомогою назогастрального годування - Блоги Funiber - FUNIBER
- Перший огляд або контракт на технічне обслуговування Page 2 Skoda Karoq Club
- Військова медицина між бомбами та скальпелями