Всасывание 2

У центробежных насосов высоту всасывания принимают не более 5 — 5,5 м (для быстроходных насосов меньше), хотя при особо благоприятных условиях Hвс может быть достигнута и несколько большей.

Высота всасывания при одинаковых условиях для различных жидкостей соответственно изменяется в зависимости от их удельного веса: чем больше удельный вес, тем меньше высота всасывания, и наоборот.

На высоту всасывания оказывает влияние и конструкция насоса. Так, у центробежных насосов увеличение числа лопаток рабочего колеса, уменьшение высоты подъема, приходящейся на каждое колесо (т. е. увеличение числа колес при том же подъеме), форма лопатки рабочего колеса (лопатка, загнутая назад) являются мерами конструктивного порядка, ведущими к некоторому увеличению допустимой высоты всасывания.

С другой стороны, как это подробнее указано ниже, некоторые конструкции центробежных насосов при определенных условиях позволяют осуществить лишь небольшую высоту всасывания, почему необходимо с особой осторожностью выбирать высоту всасывания для быстроходных насосов. В последнее время за границей встречается ряд устройств эжекторного типа, приспосабливаемых к всасывающему трубопроводу и позволяющих насосу забирать воду с глубин, превышающих 10 м.

Кавитация и высота всасывания

Высота всасывания должна обеспечивать нормальную работу насоса при самых неблагоприятных условиях: при наиболее низком уровне жидкости, ее максимальной температуре и при наименьшем барометрическом давлении.

При определении наибольшей допустимой высоты всасывания центробежных насосов необходимо считаться с некоторыми дополнительными явлениями и особенно с явлениями кавитации, которые могут привести к повреждениям рабочих колес и других частей насоса, выраженным в виде разъедания этих частей (эрозия - механическое разъедание поверхностей металла интенсивными ударами).

При всяких обстоятельствах давление при входе жидкости в рабочее колесо должно быть больше давления паров перекачиваемой жидкости.

Если высота всасывания будет больше допускаемой, то вследствие образования паров воды и выделения воздуха в местах с пониженным давлением могут иметь место уменьшение производительности насоса и ухудшение его к. п. д., сопровождаемые притом явлениями кавитации.

Сущность явлений кавитации состоит в том, что при чрезмерном вакууме в насосе, когда давление в отдельных местах (с повышенными скоростями и значительным вихреобразованием) начинает понижаться до давления водяных паров, в потоке образуются места, заполненные паром. Вместе с парообразованием в местах с наибольшими скоростями (скорости у входа на внутренней и внешней сторонах лопаток неодинаковы) происходит отрыв потока от стенки лопатки и частичная конденсация при соприкосновении движущихся паров с областями повышенного давления; последняя сопровождается местными изменениями давления и ударами, являющимися следствием стремительного движения частиц жидкости в пространство, занимавшееся паром, в результате чего происходит постепенное разрушение рабочих колес насоса. В соответствии с указанными явлениями допустимая высота всасывания должна быть уменьшена и принята равной:

где ∆h - соответствующее уменьшение давления, обусловленное разностью относительных скоростей на внутренней и внешней поверхностях лопаток, изменением направления потока в колесе и т. д.

Выражение:

принципиально можно выразить как функцию напора. Таким образом:

σ называется коэффициентом кавитации, определяется опытным путем для каждого типа насосов и резко увеличивается с увеличением удельного числа оборотов и степени быстроходности. Поэтому с увеличением быстроходности насоса уменьшается высота всасывания. Следует подчеркнуть, что обычно принимаемые высоты всасывания могут быть приемлемы лишь для тихоходных насосов.