Кавитационные характеристики: а,б — срывные характеристики; в — кавитационная характеристика

Р_ВХ.КАВ = f(n. У)

Предельное давление на входе Рвх кав, ниже которого начинается кавитация, определяется как давление, при котором падение напора составляет 2— 3%. На основании серии проведенных испытаний строят кавитационные характеристики Рвх.кав. = f (n,V), рис.71, в. Кавитационные свойства насоса надежно устанавливаются только опытным путем.

Наименьшее давление при входе на лопатки Ртin может быть определено как разность статического давления на входе в колесо Рвх и величины дополнительного падения давления вследствие образования зон пониженного давления и неравномерности абсолютных скоростей, т. е.

Условие безкавитационной работы:

или

Величина (Рвх— Ps) характеризует напор, который еще может быть использован для увеличения скорости потока без возникновения кавитации и называется кавитационным запасом.

При прочих равных условиях увеличение числа оборотов насоса п и объемной производительности V приводит к увеличению относительной и абсолютной скорости потока, а, следовательно, и к увеличению опасности возникновения кавитации. С ростом п и V кавитация на лопатках возникает при меньших давлениях на входе.

При расчете насосов одной из основных задач является определение максимально допустимого по условиям кавитации числа оборотов насоса при заданных значениях давления на входе и объемной производительности. Исходя из условия безкавитационной работы

и проведя анализ величины составляющих получим расчетную формулу

для определения максимально допустимого числа оборотов насоса (формула С. С. Руднева):

где: С - антикавитационный коэффициент насоса;

Нвх - напор на входе в крыльчатку насоса;

Нs - напор, соответствующий условиям образования насыщенных паров жидкости.

Для обычных насосов С =800—1100. Для колес с высокими антикавитационными свойствами, имеющих особые формы и лопатки специального профиля, С может достигать 2000—2200. При применении осевых или шнековых преднасосов, что является одной из основных мер предотвращения кавитации, величина С увеличивается до 3000—3100. Имеются данные, что с помощью преднасосов удается повысить С до значений 3500—4000.

Кавитация может быть предотвращена также наддувом баков до 2—6 ата (= 0,2 / 0,6 МПа), что обеспечивает повышение давления на входе в насос, или применением крыльчаток с двухсторонним подводом жидкости.

Антикавитационные свойства насосов зависят от их конструктивных решений (количества и длины лопаток, угла атаки и т. д.), а также от термодинамических свойств подаваемого компонента.

Зависимость мощности и к.п.д. насоса от его объёмной производительности

С увеличением объемной производительности насоса наблюдается рост мощности насоса, рис.74, а:

Коэффициент полезного действия насоса определяется по формуле:

При увеличении объемной производительности объемный к.п.д. n_об также увеличивается, т.к. доля утечек по отношению к расходу жидкости, перекачиваемой насосом, уменьшается, рис.74, б.

Гидравлический к.п.д. с ростом объемной производительности уменьшается, т.к. увеличивается скорость жидкости, а значит потери на трение и удар, рис.74, б.

С увеличением объемной производительности насоса доля механических потерь, по сравнению с увеличением мощности уменьшается, следовательно, растет, рис.74, б.

Рис.74