Peronggaan adalah masalah biasa semasa operasi pam emparan, yang boleh menyebabkan peningkatan getaran dan bunyi pam, penurunan prestasi, dan kerosakan serius pada komponen.
Artikel ini tidak meneroka pengetahuan teoretikal profesional peronggaan, tetapi hanya cuba menggunakan bahasa yang agak mudah untuk memberikan pengenalan terperinci kepada beberapa jenis peronggaan biasa dalam pam emparan, bahaya peronggaan, dan langkah-langkah yang biasa digunakan untuk memperbaiki peronggaan di tapak.
1. Jenis-jenis peronggaan
Dari lokasi kejadian, peronggaan boleh dibahagikan kepada peronggaan bilah, peronggaan jurang, peronggaan kasar, peronggaan rongga, dan peronggaan aliran balik.
(1) Peronggaan daun
Apabila peronggaan berlaku, pembentukan dan pecah buih terutamanya berlaku pada bahagian hadapan dan belakang bilah, juga dikenali sebagai peronggaan airfoil, yang merupakan bentuk utama peronggaan dalam pam emparan. Apabila pam dipasang terlalu tinggi, walaupun pam berjalan dalam keadaan reka bentuk, kawasan tekanan-rendah cenderung berlaku di bahagian belakang salur masuk dan alur keluar:
1) Apabila pam beroperasi dalam keadaan aliran tinggi, pengasingan aliran dan vorteks berlaku pada tepi hadapan bilah, mewujudkan tekanan negatif yang boleh menyebabkan peronggaan pada bahagian hadapan bilah.
2) Apabila pam beroperasi dalam keadaan aliran rendah, vorteks dijana pada bahagian belakang bilah, mewujudkan zon tekanan-rendah dan menyebabkan peronggaan pada bahagian belakang bilah.
(2) Peronggaan celah
Ia merujuk kepada peronggaan yang terbentuk apabila cecair mengalir melalui saluran atau jurang yang sempit, menyebabkan peningkatan setempat dalam halaju aliran dan penurunan tekanan kepada tekanan pengewapan komponen aliran.
Pada jurang antara cincin tahan haus-selongsong pam emparan dan pinggir luar (plat penutup) pendesak, di bawah perbezaan tekanan (terutamanya perbezaan tekanan yang besar) pada kedua-dua belah salur masuk dan alur keluar pendesak, cecair di bahagian alur keluar mengalir balik pada kelajuan tinggi, menyebabkan penurunan tekanan tempatan dan peronggaan.
Dalam jurang kecil antara pinggir luar bilah pam aliran paksi dan selongsong pam, di bawah tindakan perbezaan tekanan antara bahagian depan dan belakang bilah, halaju aliran songsang yang tinggi bagi cecair dalam jurang juga boleh menyebabkan penurunan tekanan tempatan, mengakibatkan peronggaan pada pinggir luar yang sepadan bilah dalam selongsong pam, dan membentuk sarang lebah permukaan yang kasar. bilah.
(3) Peronggaan kasar
Peronggaan kasar merujuk kepada penjanaan vorteks hiliran tonjolan apabila cecair mengalir melalui permukaan tidak rata komponen aliran kasar di dalam selongsong pam, menyebabkan penurunan tekanan tempatan dan membawa kepada peronggaan.
Semasa penuangan dan pemprosesan komponen aliran pam, ketidaksamaan permukaan, lubang pasir, lubang udara, dll. boleh menyebabkan perubahan mendadak dalam keadaan aliran tempatan dan mengakibatkan peronggaan.
(4) Rongga rongga
Peronggaan dalam rongga merujuk kepada pembentukan jalur pusaran lingkaran dalam ruang sedutan di salur masuk pam disebabkan oleh keadaan salur masuk air yang lemah atau kedalaman tenggelam yang tidak mencukupi. Apabila tekanan pusat tali pinggang vorteks berkurangan kepada tekanan pengewapan, peronggaan juga akan berlaku, disertai dengan getaran yang kuat.
(5) Peronggaan refluks
Secara umumnya, prasyarat untuk peronggaan ialah NPSHa
Apabila kadar aliran mengepam terlalu rendah atau tekanan masuk terlalu tinggi, aliran balik berlaku. Apabila kadar aliran mengepam terlalu rendah, refluks dalaman berlaku pada salur masuk pendesak; Apabila tekanan masuk pam terlalu tinggi, refluks dalaman berlaku pada alur keluar pendesak. Refluks dalaman menyebabkan peningkatan dalam kadar aliran cecair sehingga pengewapan menghasilkan buih, yang kemudiannya pecah di bawah tekanan sekeliling yang lebih tinggi. Apabila aliran balik dalaman berlaku pada port sedutan, bunyi berderak yang tidak teratur akan dikeluarkan di sekitar port sedutan pam, disertai dengan-bunyi letupan berintensiti tinggi.
Peronggaan refluks secara amnya boleh diperbaiki melalui kaedah berikut:
1) Tingkatkan kadar aliran keluaran pam.
2) Pasang pintasan antara saluran masuk dan keluar pam (kaedah ini sukar diterima oleh pelanggan dalam aplikasi praktikal).
3) Optimumkan struktur pendesak (kurangkan kawasan salur masuk pendesak).
2. Bahaya peronggaan
(1) Kemerosotan prestasi, kerosakan saluran paip
Peronggaan boleh mengurangkan prestasi pam dengan ketara. Biasanya, untuk pam emparan, apabila tekanan masuk jatuh ke tahap tertentu, prestasinya akan menurun dengan mendadak, yang juga dikenali sebagai patah peronggaan. Peronggaan juga boleh menyebabkan ketidakstabilan di dalam bendalir, yang boleh menyebabkan ayunan dalam aliran dan tekanan. Dengan bantuan ayunan ini, ia boleh menyebabkan kerosakan pada pam dan saluran paip masuk dan keluarnya.
(2) Kerosakan serius pada komponen arus lebih pam
Peronggaan boleh menyebabkan kerosakan pada permukaan komponen. Apabila gelembung pecah, cecair di sekeliling menjana tekanan hentaman yang sangat tinggi (tekanan puncak) sehingga 49 MPa. Apabila kekuatan hidraulik peronggaan melebihi keupayaan bahan untuk menahan hentaman ini, ia boleh menyebabkan kegagalan keletihan bahan dinding tempatan dan detasmen bahan permukaan. Peronggaan berlaku serentak dengan kakisan kimia dan elektrokimia. Saiz lubang yang dijana oleh kakisan dan ubah bentuk plastik bahan pada peringkat awal peronggaan adalah kira-kira 10 μ m hingga 50 μ m, terutamanya bagi sesetengah bahan dengan rintangan kakisan yang lemah, yang mungkin mempamerkan struktur seperti sarang lebah di bawah peronggaan jangka-panjang.
(3) Menghasilkan getaran dan bunyi
Pada masa apabila gelembung mengembun, mengecut dan pecah, cecair di sekeliling gelembung mengisi kekosongan pada kelajuan tinggi (dibentuk oleh pemeluwapan dan pecah gelembung), menghasilkan denyutan tekanan dan dengan itu getaran dan bunyi yang mengujakan. Kekerapan bunyi peronggaan biasanya antara 10 kHz dan 100 kHz, manakala kekerapan bunyi peronggaan yang disebabkan oleh refluks dan denyutan tekanan adalah sekitar beberapa ratus Hz, yang menjadikan telinga manusia sangat sensitif. Pada masa yang sama, peronggaan juga boleh merangsang getaran, dan frekuensi utama getaran yang dihasilkan oleh peronggaan biasanya sekitar 1 kHz.
Peronggaan bukan sahaja dicirikan oleh tahap bunyi yang tinggi, tetapi juga oleh penunjuk getaran seperti kekakuan asas pam yang tidak mencukupi dan sokongan saluran paip yang lemah, yang boleh menyebabkan resonans struktur; Selepas pemasangan pam, pangkalan diisi dengan konkrit, dan kekakuan sokongan saluran paip adalah mencukupi, yang secara amnya tidak menyebabkan fenomena getaran yang kuat. Walau bagaimanapun, melalui pengukuran getaran pada badan pam, komponen frekuensi tinggi-frekuensi getaran yang dijana oleh peronggaan adalah dominan dan nilai pecutan getaran adalah lebih tinggi daripada anjakan getaran dan halaju getaran.
3. Langkah biasa untuk meningkatkan prestasi peronggaan
(1) Langkah-langkah untuk meningkatkan prestasi anti peronggaan pam emparan itu sendiri
1) Meningkatkan reka bentuk port sedutan pam
Dengan mengisar pendesak, kawasan aliran boleh ditingkatkan;
Tingkatkan jejari kelengkungan bahagian masuk plat penutup pendesak untuk mengurangkan pecutan pantas dan penurunan tekanan aliran cecair;
Kurangkan ketebalan salur masuk bilah dengan sewajarnya dan bulatkan salur masuk bilah (gilap kepala bilah, asahnya untuk mengurangkan kehilangan hentaman salur masuk dan kurangkan sensitiviti sudut salur masuk, dan elaun peronggaan yang diperlukan boleh dikurangkan sebanyak kira-kira 0.5 meter), menjadikannya hampir kepada bentuk garisan, dan juga mengurangkan pecutan dan penurunan tekanan di sekeliling mata pisau;
Meningkatkan kelicinan permukaan pendesak dan salur masuk bilah untuk mengurangkan kehilangan rintangan;
Panjangkan tepi salur masuk bilah ke arah salur masuk pendesak untuk membolehkan aliran cecair menerima kerja terlebih dahulu dan meningkatkan tekanan.
2) Tambah roda aruhan hadapan
Jadikan aliran cecair berfungsi terlebih dahulu di roda aruhan hadapan untuk meningkatkan tekanan aliran cecair (skim ini memerlukan perubahan struktur dan penentukuran semula pelbagai parameter reka bentuk).
3) Mengguna pakai pendesak sedutan berganda
Tingkatkan kawasan masuk pendesak dan kurangkan kadar aliran cecair masuk (penurunan kadar aliran dan peningkatan tekanan).
4) Menggunakan sudut serangan positif yang lebih besar sedikit
Untuk meningkatkan sudut salur masuk bilah, kurangkan lenturan pada salur masuk bilah, kurangkan sekatan bilah, dan dengan itu tingkatkan kawasan salur masuk;
Memperbaiki keadaan kerja di bawah keadaan aliran tinggi untuk mengurangkan kehilangan aliran. Tetapi sudut serangan positif tidak boleh terlalu besar, jika tidak, ia akan menjejaskan kecekapan.
5) Menggunakan pam-kelajuan rendah
Semakin rendah kelajuan putaran, semakin kecil NPSHr.
6) Menggunakan bahan anti peronggaan
Amalan telah membuktikan bahawa semakin tinggi kekuatan, kekerasan dan keliatan bahan, semakin baik kestabilan kimianya, dan semakin kuat rintangannya terhadap peronggaan.
(2) Langkah-langkah untuk meningkatkan elaun peronggaan peranti
1) Tingkatkan tekanan paras cecair dalam tangki simpanan sebelum pam untuk meningkatkan elaun peronggaan yang berkesan.
2) Kurangkan ketinggian pemasangan pam dalam peranti sedutan, terutamanya apabila menyampaikan air panas sebagai medium, dan pertimbangkan hubungan antara ketinggian sedutan dan suhu sederhana.
3) Gantikan peranti sedutan dengan peranti aliran balik.
4) Kurangkan kehilangan aliran dalam saluran paip sedutan sebelum pam. Jika boleh, pendekkan saluran paip dalam julat yang diperlukan, gunakan diameter saluran paip sedutan yang sesuai dan kawasan penapisan penapis (jika ada) untuk mengurangkan kadar aliran dalam saluran paip, mengurangkan bilangan selekoh dan injap, dan meningkatkan pembukaan injap sebanyak mungkin.
5) Jika peronggaan jurang teruk, kaedah penggerudian lubang imbangan pada pendesak boleh diguna pakai untuk mengurangkan kadar aliran kebocoran dan mengurangkan tahap peronggaan. Lubang imbangan pada bilah mempunyai kesan yang merosakkan dan mengganggu pada aliran cecair yang disuntik pada salur masuk pendesak. Luas lubang pengimbang hendaklah tidak kurang daripada 5 kali luas kelegaan cincin pengedap untuk mengurangkan kadar aliran kebocoran, dengan itu mengurangkan kesan ke atas aliran cecair utama dan meningkatkan keupayaan anti peronggaan pam.
6) Pengalaman telah menunjukkan bahawa bermula dari mekanisme peronggaan, menambah jumlah gas yang sesuai ke port sedutan boleh mengganggu keadaan untuk peronggaan berlaku. Walau bagaimanapun, menggunakan penambahan udara untuk mengelakkan peronggaan pam adalah sangat teknikal, dan hanya dengan jumlah, lokasi dan kaedah pengisian semula udara yang sesuai boleh hasil yang baik dicapai. Jika tidak, ia akan menyebabkan penurunan ketara dalam kadar aliran, kepala, dan kecekapan pam, malah membawa kepada gangguan aliran dan akibat buruk semasa operasi.
Memandangkan kesukaran dalam mengawal jumlah bekalan udara yang sesuai dan ukuran yang tepat, digabungkan dengan amalan pengarang, adalah disyorkan untuk menggunakan injap jarum yang boleh melaraskan kadar aliran untuk injap bekalan udara. Semasa pelarasan di tapak-, hingar peronggaan boleh digunakan untuk membezakan: laraskan volum masukan melalui injap jarum sehingga hingar peronggaan diminimumkan (sesetengah sistem boleh menghapuskan hingar sepenuhnya, tetapi sesetengah sistem hanya boleh mengurangkan hingar peronggaan, bukan menghapuskannya sepenuhnya), kemudian laraskan injap jarum ke belakang sedikit untuk mengurangkan volum masukan, amati operasi yang tidak normal dalam tempoh operasi yang ditetapkan, kemudian amati operasi yang tidak normal dalam tempoh operasi yang tertentu. daripada injap jarum. Kaedah ini tidak boleh merendahkan bunyi ke tahap yang paling rendah! Jika tekanan masuk adalah positif apabila pam berhenti berjalan, injap sehala hendaklah dipasang untuk mengelakkan kebocoran.
7) Penyelidikan mendapati apabila medium tersebut mengandungi gas meruap dan zarah pepejal seperti pasir, prestasi peronggaan pam akan berkurangan. Untuk memastikan pam tidak mengalami peronggaan, ketinggian sedutan pam hendaklah dikurangkan sekurang-kurangnya 4.2 meter daripada ketinggian air bersih yang dikira. Ini patut diberi perhatian dalam industri perbandaran.