Znáte příčinu kavitace v odstředivých kryopumpách?

Sep 25, 2022 Zanechat vzkaz

Pokud odstředivé kryogenní čerpadlo během provozu produkuje hluk a vibrace a je doprovázeno snížením průtoku, dopravní výšky a účinnosti a někdy dokonce nefunguje, a během údržby se často zjistí, že v blízkosti lopatky jsou důlky nebo voštinové poškození vstupní hrana, Ve vážných případech má tento jev celá čepel a dokonce dochází k proražení čepele, což je poškození způsobené kavitací.

Důvod kavitace odstředivého kryogenního čerpadla: čerpadlo pracuje na kapalinu přes rotující oběžné kolo, což zvyšuje energii kapaliny. Během interakce se mění rychlost a tlak kapaliny. Typicky je vstup do oběžného kola odstředivé kryopumpy tam, kde je nejnižší tlak. Je-li tlak v tomto místě stejný nebo nižší než tlak odpařování kapaliny při dané teplotě, bude v kapalině unikající z kapaliny rozpuštěno velké množství páry a plynu, čímž se vytvoří mnoho malých bublinek páry smíchané s kapalinou. plyn. Když tyto malé bublinky proudí do oblasti vysokého tlaku s kapalinou, vzniká tlakový rozdíl, protože tlak odpařování v bublinách je větší než tlak odpařování kolem bublin. Působením tohoto tlakového rozdílu dochází k prasknutí bublin a opětovnému koagulaci. Během procesu kondenzace se částice kapaliny urychlují z okolí do středu bubliny. V okamžiku kondenzace se částice navzájem srazí, což má za následek vysoký lokální tlak. Pokud tyto bubliny prasknou a zkondenzují v blízkosti kovového povrchu, kapalné částice jsou jako nesčetné malé hlavice, které nepřetržitě dopadají na kovový povrch. Při nepřetržitém úderu vysokého tlaku a vysoké frekvence dochází k postupnému poškozování kovového povrchu v důsledku únavy, což se obvykle nazývá eroze. Vzniklé bubliny se také mísí s některými aktivními plyny (např. kyslíkem apod.), které mohou pomocí tepla uvolněného při kondenzaci bublinek chemicky korodovat kov. Kombinovaný účinek chemické koroze a mechanické eroze urychluje poškození kovu. Tento jev se nazývá kavitační poškození.

Když odstředivé kryogenní čerpadlo začne kavitovat, kavitační plocha je malá, což nemá žádný zřejmý vliv na normální provoz čerpadla a není zde žádný zřejmý odraz na křivce výkonu čerpadla. Když se však kavitace do určité míry rozvine, vytvoří se velké množství vzduchových bublin, které ovlivní normální proudění kapaliny a dokonce způsobí přerušení proudění kapaliny, což má za následek vibrace a hluk. Zároveň výrazně klesá průtok, dopravní výška a účinnost čerpadla, což je patrné i na výkonové křivce čerpadla. . V závažných případech čerpadlo nemůže fungovat. Aby se co nejvíce zabránilo kavitaci, v návrhu procesu by měla mít kapalina před vstupem do čerpadla určitý stupeň podchlazení a těleso čerpadla by mělo být instalováno v nižší poloze, aby měl vstup kapaliny určitý stupeň podchlazení. určitá statická hlava. Kromě toho je třeba věnovat pozornost konzervaci chladem a minimalizovat ztráty chladem.