Waarom verslechtert de cavitatieprestaties van een centrifugaalpomp na het snijden van de waaier?

Het snijden van waaier verwijst naar het mechanisch verminderen van de buitendiameter van de centrifugaalpompsporder om zijn hydraulische prestaties te veranderen. Het snijden van waaier is een veel voorkomende methode om de pompprestaties aan te passen, meestal gebruikt om de pompkop en stroom te verminderen om aan de werkelijke werkomstandigheden te voldoen. Hoewel deze methode de pompkop en stroom kan aanpassen om aan de nieuwe werkomstandigheden te voldoen, zal het de overeenkomst van het oorspronkelijke hydraulische ontwerp vernietigen en tot een reeks problemen leiden, is een van de meest voorkomende en gemakkelijk over het hoofd gezien problemen dat de cavitatieprestaties van de pomp zullen verslechteren.

 

 

1. Verhoogde stroomsnelheid bij de inlaat van het mes veroorzaakt een plotselinge drukval

1) Nadat de waaier is gesneden, wordt de uitlaatdiameter van de waaier verminderd en zal de stroomsnelheid bij de waaierinlaat toenemen als gevolg van de herverdeling van de stroom (q=a⋅v). Volgens de Bernoulli -vergelijking is de stroomsnelheid omgekeerd evenredig met de statische druk en zal de lokale druk worden gereduceerd tot een niveau dat dichter bij of zelfs lager is dan de verzadigde dampdruk van de vloeistof, waardoor de kans op bubbelopwekking aanzienlijk wordt verhoogd, die cavitatie kan veroorzaken.
2) Sleutelformule: NPSHR is evenredig met het kwadraat van de inlaatstroomsnelheid en een toename van de stroomsnelheid zal NPSHR aanzienlijk verhogen.

 

2. Veranderingen in de inlaathoek van de mes

1) Nadat de waaier is gesneden, wordt de buitendiameter van de waaier verminderd, maar de inlaatdiameter blijft meestal ongewijzigd (alleen het uitlaatgedeelte wordt gesneden). Dit zal de relatieve stroomsnelheidsrichting (invalshoek) bij de inlaat van de waaier veranderen, wat leidt tot stroomscheiding of verhoogde turbulentie, waardoor de lokale druk verder wordt verminderd en cavitatieprestaties verergeren.

2) Als de invalshoek van de ontwerpwaarde afwijkt, vormt stroomscheiding een wervingsgebied onder de druk, het bevorderen van bellengeneratie.

 

3. Kracht-flow karakteristieke curve-afwijking

Nadat de waaier is gesneden, beweegt de hoofdstroomcurve van de centrifugaalpomp naar beneden, maar het beste efficiëntiepunt zal in de richting van de kleine stroom gaan. Als de werkelijke bedrijfsstroom niet synchroon wordt aangepast, kan de pomp afwijken van de BEP -bewerking, wat resulteert in inlaatstroom of onstabiele stroming, waardoor het risico op cavitatie wordt verhoogd.

 

4. Proportioneel effect van NPSHR

NPSHR is omgekeerd evenredig met het kwadraat van de waaierdiameter (empirische relatie). Nadat de waaier is gesneden, neemt de diameter af en neemt NPSHR toe. Volgens de gelijkeniswet bijvoorbeeld, als de waaierdiameter wordt gesneden van D1 naar D2, dan:

 

Een vermindering van de waaierdiameter resulteert in een significante toename van NPSHR.

 

5. Veranderingen in mesbelastingverdeling

Na het snijden van de waaier wordt het werkgedeelte van het mes ingekort, maar de lading van de eenheid (drukgradiënt) van het inlaatgedeelte kan toenemen. Het lokale lagedrukgebied aan de voorrand van het mes breidt zich uit en het cavitatie-initiatiepunt is verstrekt.

 

6. Versiering van de stabiliteit van het stroomkanaal

De waaieruitlaatbreedte na het snijden is onevenwichtig met de verhouding tussen de wolte keel, het vormen van secundaire terugstroom en een draaikolk. Deze onstabiele stromen zullen zich terugbrengen naar het inlaatgebied van de waaier, waardoor de oorspronkelijke drukpulsatie wordt gesteld om een ​​samengestelde cavitatie te vormen.

 

7. Werkelijke impact en tegenmaatregelen

1) Versiering van cavitatieprestaties: NPSHR neemt toe en de NPSHA van de pomp moet groter zijn om cavitatie te voorkomen.

2) Oplossing:

- Beperk de snijhoeveelheid: meestal is de snijhoeveelheid van de diameter van de centrifugaalpomp niet groter dan 20%, anders moet de NPSHR opnieuw worden geëvalueerd.

- Optimaliseer de inlaatomstandigheden: verhoog de diameter van de inlaatpijp of verminder de inlaatdebiet.

- Pas de bedrijfsomstandigheden aan: Vermijd werk in het gebied met lage stroom en werk zo dicht mogelijk bij het beste efficiëntiepunt.

 

Het snijden van de waaier leidt rechtstreeks tot de uitbreiding van het lage drukgebied van het inlaat en de toename van NPSHR door de snelheidsverdeling, aanvalshoek en mesbelasting te veranderen. Hoewel deze geometrische aanpassing de prestaties van de centrifugaalpomp kan aanpassen, is het noodzakelijk om het cavitatierisico zorgvuldig te evalueren en de inlaat van de waaier opnieuw te ontwerpen of het systeem NPSHA indien nodig aan te passen.