Расчет на кавитацию

Кавитация (вскипания жидкости и конденсация пузырьков пара в потоке с гидравлическими ударами) начинается в области, где давление падает до давления парообразования на входной кромке лопатки рабочего колеса и неподвижных частях. Пузырьки пара переходят в рабочее колес, схлопываются. Разность давления в насосе – до тысячи атмосфер, что приводит к гидроударам и выщерблению стенок канала насоса (кавитационная эрозия).

Условия защиты насоса от кавитации:
NPSHA ≥ NPSH + 0,5…1 м.
NPSHA — кавитационный запас системы равен: NPSHA = P_вх. — Р_н.п. 
Р_вх. — давление на входе в насос, абсолютное значение (м)
Р_н.п. — давление насыщенного пара при заданной температуре жидкости (м), значения в таблице ниже:

0,5…1 м — запас на неточность расчета измеренийNPSH ( или NPSHr) — кавитационный запас насоса, допускаемый кавитационный запас — Δh_доп., м, из характеристики насоса при заданной подаче Q, м³/ч

Образец расчета

Цель: рассчитать давление на входе в насос системы в общем виде
Вода подается в насос из бака под избыточным давлением Р_изб.
Р_вх. = Р_изб. + Н_в.ст. – h_{потери всас.} + Р_атм., где
Р_изб. — избыточное давление (показание манометра / мановакуумметра), м;
Н_в.ст. — высота столба жидкости над осевой линий входного патрубка насоса, м (для DN менее 1 м);
h_{потери всас.} — сумма потерь по всему всасывающему трубопроводу, м;
Ратм. — атмосферное давление, м;
«+Р_атм» — т. к. требуется абсолютное значение давления.
Запишем условие бескавитационной работы:
NPSHA ≥ NPSH + 0,5…1 м.
Р_изб. + Н_в.ст. – h_{потери всас.} + Р_атм. – Р_н.п. ≥ NPSH + 0,5…1 м.

Если условия не выполняются, необходимо:

▪ увеличить Р_изб.;

▪ увеличить Н_в.ст.;

▪ снизить потери на входе в насос h_{потери всас.} (увеличить диаметр трубопровода, оптимизировать схему прокладки и т.д.);

▪ снизить температуру жидкости, тем самым уменьшиться Р_н.п.;

▪ подобрать насос с более низким NPSH.

Если используется открытый бак, то Р_изб.=0, тогда необходимо выполнить условие:

Н_в.ст. – h_{потери всас.} + Р_атм. – Р_н.п. ≥ NPSH + 0,5…1 м.