Кавитация

В центробежных насосах иногда возникает явление, называемое кавитацией. При падении давления жидкости внутри насоса (обычно во всасывающей полости) до значения, меньшего, чем давление испарения жидкости при данной температуре, происходит как бы ее вскипание. Образуются области с пониженным давлением, которые заполняются паром, газами и воздухом, выделившимися из жидкости.

Пузыри парогазовоздушной смеси попадают вместе с потоком жидкости в область высоких давлений нагнетания, где происходит мгновенная конденсация пара. Окружающая жидкость устремляется в образовавшиеся пустоты, вызывая сильные гидравлические удары, шум, вибрацию, снижение подачи и КПД насоса. Удары жидкости о металлические поверхности рабочих дисков, лопастей и корпуса насоса приводят к эрозии (механическому разрушению материала) и кавитационной коррозии (химическому разрушению) металла. Коррозия возникает вследствие образования микроскопических трещин, в которые проникают выделившиеся из жидкости пузырьки воздуха и газов. Таким образом, кавитационный износ является результатом совместного действия эрозии и коррозии.

Возникновению кавитации способствуют острые кромки, шероховатость стенок, резкие повороты потока в насосе и другие места с повышенными гидравлическими сопротивлениями.

Кавитация может быть местной и общей. Местная кавитация возникает только на границах потока с незначительным распространением в глубину. При этом разрыва всего потока не происходит, хотя производительность насоса и снижается. Общая кавитация характеризуется образованием завихрений по всей толще потока. Происходят разрыв потока и прекращение всасывания.

Возникновение кавитации можно предотвратить следующими способами: понижением высоты всасывания; уменьшением температуры перекачиваемой жидкости; устранением подсоса воздуха при всасывании; снижением числа и величины гидравлических сопротивлений на всасывании; снижением быстроходности насоса; повышением чистоты обработки поверхностей насоса, соприкасающихся с потоком жидкости, и устранением резких переходов и острых углов на его пути.

Кавитационному разрушению особенно подвержены чугун и углеродистая сталь, более стойки оловянистые бронзы и нержавеющие стали. Повышение кавитационной стойкости достигается путем облицовки поверхностей насоса пластмассами и поверхностного уплотнения металла.