Как избежать кавитации и решить типичные проблемы с мембранно-поршневым насосом
Как избежать кавитации и решить типичные проблемы с мембранно-поршневым насосом
Кавитация - физическое явление, заключающееся в образовании очагов пару в жидкости.
Жидкость превращается в пузырьки пара, которые, дистаютчись к напорной линии, где давление положительный, возвращаются до жидкого состояния и зхлопуються через компрессию, генерирующий интенсивную ударную волну, которая бьет по мембранах (диафрагмах), клапанах, стенках, поршнях и т.д., вызывая значительные повреждения поверхностей.
Явление кавитации имеет большое значение и влияние на функционирование опрыскивателя.
Выясним почему.
Когда возникает кавитация?
Когда снижается давление, жидкость стремится расшириться в объеме (это основной принцип любой системы нагнетания). Поэтому жидкость, находящаяся в двух средах с различным давлением, по своей природе, имеет тенденцию расширяться чтобы компенсировать эту разницу (Δ), двигаясь от среды с высоким давлением к среде с низким давлением.
По сути, разница давления Δ вызывает нисходящее движение жидкости, затем подъем, и, вскоре, нагнетания. Однако, когда давление падает ниже определенного уровня, жидкость расширяется настолько, что переходит из жидкого состояния в газообразного в виде пузырьков (полостей), в которых содержится пар. Это может иметь очень негативные последствия как для рабочих поверхностей насоса, так и для опрыскивателя.
Для системы нагнетания причины кавитации могут различаться:
- узкие места во всасывающей трубе;
- чрезмерная длина самой трубы;
- чрезмерная разница уровней питательного резервуара и насоса, то есть, выше, чем высота, с которой насос способен всасывать жидкость
В случае кавитации пузырьки пару поднимаются со всасывающей трубы в направлении диафрагмы насоса, где они попадают под значительное увеличение давления (на практике, они сильно раздавливаются), что приводит к мощную имплозию (зхлопування, сжатия), что можно распознать по характерному шумом (вроде гравий проходит по трубе). Такие мощные удары приводят к значительной эрозии компонентов диафрагменного насоса, что может привести разрыв клапана, износ диафрагмы и даже реальные перебои напора и трещины головки.
МОЖНО ЛИ ИЗБЕЖАТЬ КАВИТАЦИИ ?
Так, для избежание кавитации, необходимо обеспечить условия, чтобы негативное давление на линии всасывания никогда не превышал пределы установления для насоса.
Это можно достичь следующим образом:
- Избегать всасывания воды из чрезмерной глубины (макс. 4 м);
- Устранить узкие места на линии всасывания: обязательно укрепить трубы (закрутить в спираль), чтобы не допустить излишнего сгибания, переламывания или слипание стенок, что приводит к усложнению и блокировки прохода жидкости к насосу;
- Регулярно очищать всасывающие фильтры;
- Свести к минимуму количество трубных колен контура и использовать клапаны на линии всасывания;
- Использовать трубы, по размерам равны или больше, чем диаметр всасывающего патрубка насоса. Лучше избегать использования труб меньшего диаметра.
- Избегать использования переходных патрубков и, по возможности, угловых патрубков.
- Проверять с помощью вакуумметра, чтобы негативное давление на линии всасывания установленного насоса никогда не превышал -0,3 бар.