Marek Skowroński
Ciśnienie pary nasyconej
Gęstość mieszaniny woda=gaz
Kawitacja
Miejsce występowania kawitacji
NPSH
Warunek kawitacyjny poprawnej pracy pompy
Metody zapobiegania kawitacji
Pompy i
układy pompowe
1 2
Wrzenie Wrzenie
p = const
t = const
Gęstość mieszaniny woda - gaz
Ciśnienie pary nasyconej
�
1000 kg/m3
120000 12
100000 10
80000 8
60000 6
40000 4
20000 2
0 0
0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 120
t [�C ] t [�C ]
100 %
zawartość gazu
Gęstość mieszaniny woda=gaz
Miejsce występowania kawitacji
90,00
80,00
2
70,00
H ~ n2 " d
60,00
50,00 H
P
40,00 E
30,00
20,00
10,00
H `" f (�)
0,00
0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00 160,00
p = H �" � �" g = f (�)
H [ m ]
p [ Pa ]
NPSHA
KAWITACJA
2
cs
2g
pms Hs
� �" g
"Zs "Zs
atmosfera
pms 2 Hs
NPSHA cs
� �" g
2g
ps
pb
� �" g pb
� �" g
ps NPSHA
� �" g
� �" g
pv pv
� �" g
� �" g pró\
nia
0
A 2
ps cs pv
NPSHA = + -
2 B
ps cs NPSHR
� �" g 2g � �" g
NPSHA
+
� �" g 2g
2
pb pms cs pv
pv NPSHA = + + "Zs + -
� �" g � �" g 2g � �" g
� �" g
pb pv
NPSHA = + Hs -
� �" g � �" g
2
pskr cs pv
Obliczeniowa
Krytyczna wartość
NPSHkr = + -
pd
nadwy\
ka
� �" g 2g � �" g
NPSH
D
antykawitacyjna
układu
Hzs
Hss
H
2
pb pd ps cs
+ + H - = +
zs "Hss
H
3%H
� �" g � �" g � �" g 2g
2
pb - "pb pd pv ps cs pv
+ + H - - = + - = NPSHA
zs "Hss
� �" g � �" g � �" g � �" g 2g � �" g
2
pb - "pb pms cs pv NPSH
III II I
Q
NPSHA = + + "zs + -
� �" g � �" g 2g � �" g
NPSHkr
2
Krytyczna wartość
pskr cs pv
NPSHkr = + -
NPSH Wymagana nadwy\
ka antykawitacyjna
� �" g 2g � �" g
H
NPSHR= NPSHkr + "NPSH
3% H
NPSHR = k �" NPSH
kr
NPSHR
NPSH
Q
III NPSHkr
I II
Q
Warunek kawitacyjny poprawnej pracy pompy KAWITACJA
NPSHA e" NPSHR
H = f(Q) pp
NPSH[m] H[m] 6A20/2900/207 P[kW] Eta[%]
20 80 40 100
18 72 36 90
"h=f(Q)
16 64 H 32 80
pk
ETA
NPSHA = f(Q)
14 56 28 70
praca bezkawitacyjna kawitacja
P2
12 48 24 60
10 40 20 50
NPSHR = f(Q)
8 32 16 40
Qr Q
6 24 12 30
Qkaw
4 16 8 20
NPSH
2 8 4 10
0 0 0 0 PDP Grupa Powen Wafapomp
20 40 60 80 100 120
Q [m3/h]
Q=100, H=50, Hg=20, t=50, Hzs=2, Hss=4
H, NPSH
Metody zapobiegania kawitacji
Zakres pracy bezkawitacyjnej
pv
H
� �" g Metody pozwalające zmniejszyć wymaganą nadwy\
kę antykawitacyjną NPSHRr pompy:
� - ograniczenie prędkości obrotowej,
� - zastosowanie wirnika wstępnego (przedwirnika), który podniesie ciśnienie na wlocie do wirnika,
� - zastosowanie prerotacyjnych kierownic wlotowych.
Hzs
Metody pozwalające zwiększyć odporność pompy na erozję kawitacyjną:
"Hss
� - stosowanie mo\
liwie gładkich powierzchni wirnika,
pd
� - utwardzanie powierzchni wirnika,
� - stosowanie materiałów odpornych na erozję kawitacyjną,
� �" g
� - zastosowanie powłok ochronnych.
"pb
Metody pozwalające zwiększyć rozporządzalną nadwy\
kę anykawitacyjną NPSHA
pb NPSHR NPSHA
� - stosowanie krótkich rurociągów ssawnych, o mo\
liwie du\
ych średnicach, bez gwałtownych zmian przekroju,
� �" g
� �" g � - unikanie du\
ych prędkość przepływu cieczy w rurociągu ssawnym, powy\
ej 2 m/s,
� - stosowanie rurociągów o mo\
liwie gładkich ściankach,
� - ograniczenie liczby kolan i trójników, unikanie instalowania kolan wygiętych w ró\
nych płaszczyznach,
� - ograniczenie do niezbędnego minimum armatury montowanej na rurociągu,
Q - unikanie stosowania armatury generującej wysokie straty,
Qcav
� - zadbanie o mo\
liwie du\
ą wartość geometrycznej wysokości ssania, (im pompa głębiej tym lepiej)
� - kontrolowanie wahań poziomu cieczy w zbiorniku na ssaniu,
� - utrzymywanie temperatury cieczy na mo\
liwie niskim poziomie, co obni\
a ciśnienie parowania cieczy pv,
� - utrzymywanie mo\
liwie wysokiego ciśnienia w zbiorniku na ssaniu pompy,
� - kontrolowanie ciśnienia atmosferycznego przy ssaniu ze zbiornika otwartego,
NPSHA e" NPSHR
� - konstrukcja komór wlotowych du\
ych pomp powinna zapobiegać tworzeniu się wirów sznurowych.