چگونه پمپ های جریان محوری کاویتاسیون را مدیریت می کنند و چه ویژگی های طراحی به جلوگیری از آسیب ناشی از کاویتاسیون کمک می کند؟

پروانه نقش مهمی در عملکرد پمپ های جریان محوری دارد. برای به حداقل رساندن خطر کاویتاسیون ، طراحی پروانه برای کنترل جریان سیال و توزیع فشار به طور دقیق طراحی شده است. پمپ های جریان محوری به طور معمول دارای تیغه های پشتی است که به حفظ جریان پایدار مایعات کمک می کند ، که باعث کاهش بروز مناطق کم فشار در لبه های پیشرو تیغه ها می شود. زاویه های تیغه نیز برای اطمینان از انتقال جریان صاف ، به حداقل رساندن تلاطم و پتانسیل برای تشکیل حباب های کاویتاسیون محاسبه می شوند. انتخاب مواد برای پروانه ، مانند آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی یا مواد کامپوزیت ، تضمین می کند که پروانه می تواند بدون رنج از سایش یا آسیب ، در برابر نیروهای تولید شده توسط کاویتاسیون مقاومت کند.

NPSH یک عامل مهم در جلوگیری از کاویتاسیون است. این تفاوت بین فشار در سمت مکش پمپ و فشار بخار مایعات پمپ شده را نشان می دهد. اگر فشار در سمت مکش پمپ خیلی کم باشد (یعنی زیر فشار بخار مایع) ، کاویتاسیون رخ خواهد داد. برای کاهش این امر ، سیستم های پمپ جریان محوری با الزامات خاص NPSH طراحی شده اند تا اطمینان حاصل شود که همیشه فشار کافی در ورودی برای جلوگیری از کاویتاسیون وجود دارد. مهندسان سیستم NPSH موجود در مکش پمپ را با دقت ارزیابی کرده و براساس آن پمپ ها را انتخاب می کنند تا از کاویتاسیون جلوگیری شود. بهینه سازی اجزای سیستم مانند لوله کشی مکش و دریچه ها می توانند به حفظ حاشیه NPSH لازم برای عملکرد کارآمد پمپ کمک کنند.

طراحی سمت مکش در کنترل ورود مایعات به پمپ بسیار مهم است. یک ورودی صاف و ساده برای جلوگیری از تلاطم ، که می تواند فشار را کاهش داده و باعث افزایش کاویتاسیون شود ، ضروری است. دیفیوزرهای مکش یا ون های راهنما معمولاً به کار می روند تا اطمینان حاصل شود که مایع به طور هموار در پمپ جریان می یابد ، باعث کاهش تلاطم بالقوه و حفظ فشار مورد نیاز برای جلوگیری از کاویتاسیون می شود. موقعیت ورودی مکش نیز بسیار مهم است. باید در مکانی قرار گیرد که جریان یکنواخت و پایدار باشد ، بدون هیچ گونه انسداد یا اختلال که می تواند باعث افت فشار بومی شود. زاویه رویکرد و فاصله از مصرف پمپ نیز برای بهینه سازی الگوی جریان و جلوگیری از بروز حفره طراحی شده است.

در پمپ های جریان محوری ، مایع به موازات شافت پمپ هدایت می شود ، به این معنی که حفظ سرعت جریان مناسب ضروری است. سرعت بیش از حد در ورودی می تواند منجر به افت فشار سریع شود و احتمال کاویتاسیون را افزایش می دهد. مهندسان اطمینان حاصل می کنند که سرعت مکش با استفاده از لوله های ورودی با قطر بزرگتر ، خم های صاف و بخش های مخروطی برای کاهش اختلالات جریان ، در حد بهینه نگه داشته می شود. با انتخاب دقیق اندازه لوله مناسب و به حداقل رساندن مقاومت در خطوط مکش ، سیستم می تواند جریان پایدار و کم سرعت را حفظ کند که مانع از کاهش فشار به نقطه تبخیر می شود. این به نوبه خود ، خطر کاویتاسیون را به حداقل می رساند و عملکرد پمپ را افزایش می دهد.

از دریچه های تسکین فشار یا درایوهای فرکانس متغیر (VFD) برای حفظ فشار مداوم در طول عملکرد پمپ استفاده می شود. VFD ها امکان تنظیم سرعت پمپ را بر اساس شرایط سیستم فراهم می کنند و باعث می شود پمپ بتواند جریان و فشار بهینه را حفظ کند حتی در صورت نوسان تقاضا. این دستگاه ها با جلوگیری از فشار زیاد فشار ، به جلوگیری از مواردی که فشار سیال می تواند در زیر فشار بخار قرار بگیرد ، جلوگیری می کند و از کاویتاسیون جلوگیری می کند. ابزارهای نظارت بر فشار در سیستم پمپ به اپراتورها کمک می کند تا هرگونه ناهنجاری را در زمان واقعی شناسایی و خطاب کنند ، و در صورت ایجاد خطر کاویتاسیون ، اقدامات اصلاحی فوری را امکان پذیر می کند.

آسیب ناشی از کاویتاسیون اغلب به عنوان ارتعاشات و سر و صدا ظاهر می شود ، که نه تنها می تواند به پمپ آسیب برساند بلکه باعث کاهش کارایی سیستم نیز می شود. بسیاری از پمپ های جریان محوری مجهز به سیستم های نظارت بر لرزش برای تشخیص نوسانات غیرمعمول ناشی از کاویتاسیون هستند. این سیستم ها می توانند هشدارها را ایجاد کنند یا اقدامات اصلاحی را آغاز کنند ، مانند تنظیم سرعت پمپ یا دریچه های فشار فشار باز. نمودار لرزش و کمک فنر در طراحی پمپ ادغام می شوند تا انتقال ارتعاشات ناشی از کاویتاسیون به سایر اجزای مانند یاتاقان ها و شفت ها کاهش یابد. این اقدامات به اطمینان از طول عمر پمپ و عملکرد صاف با کاهش عوارض جانبی تنش های ناشی از کاویتاسیون کمک می کند .3