Kryteria kawitacyjne oceny pracy układu pompowego

Warunek bezkawitacyjnej pracy pompy określa wzór (1).

$NPSHA \ge NPSHR$ (1)

Wydajność pompy w układzie wyznacza punkt pracy pompy pp, jak to pokazano na rys. 1. Aby układ w tym punkcie pracował poprawnie, w każdych warunkach, granica kawitacji pp_k wyznaczona przez punkt przecięcia się charakterystyk kawitacyjnych pompy NPSHR i układu NPSHA musi leżeć na prawo od punkty pracy układu pp.

Rys. 1. Ograniczenie zakresu pracy pompy ze względu na występowanie kawitacji

Zapas kawitacyjny (nadwyżka antykawitacyjna) w punkcie pracy układu określa wzór 2.

$Z_{NPSH} = NPSHA - NPSHR$ (2)

Rys. 2. Zapas antykawitacyjny.

Zapas kawitacyjny określa o ile może się obniżyć charakterystyka NPSHA układu np. na skutek wzrostu temperatury cieczy lub o ile może wzrosnąć charakterystyka NPSHR pompy np. na skutek wzrostu jej prędkości obrotowej.

Zapas kawitacyjny wydajności ponad punkt pracy układu określa wzór 3.

$Z_{Q \ cav} = Q_{cav} - Q_r$ (3)

Rys. 3. Zapas antykawitacyjny wydajności.

Zapas kawitacyjny wydajności określa o ile może wzrosnąć wydajność układu bez zagrożenia wystąpienia kawitacji.

Q_r - wydajność rzeczywista układu
NPSHA - dyspozycyjna nadwyżka antykawitacyjna układu
NPSHR - wymagana nadwyżka antykawitacyjna pompy
Z_NPSH - zapas antykawitacyjny
Z_Qcav - zapas antykawitacyjny wydajności

Kryterium zapasu kawitacyjnego

Z rysunku 2 wynika, że pompa będzie pracowała poprawnie pod względem kawitacyjnym jeżeli NPSHR pompy w punkcie pracy układu pp będzie mniejsze od NPSHA.

Do oceny zagrożenia wystąpienia kawitacji w pompie, spowodowanego zmianami NPSH pompy i układu w czasie pracy, wykorzystywane jest kryterium względnego zapasu kawitacyjnego K_NPSH.

$K_{NPSH} = {NPSHA-NPSHR \over NPSHR}$ (4)

Kryterium zapasu kawitacyjnego wydajności

Z rysunku 3 wynika, że pompa będzie pracowała poprawnie pod względem kawitacyjnym jeżeli jej wydajność Q_r wyznaczona przez punkty pracy układu pp będzie mniejsza od granicznej wydajności bezkawitacyjnej Q_cav wyznaczonej przez punkt pp_k.

Do oceny zagrożenia wystąpienia kawitacji spowodowanego wzrostem wydajności pompy wykorzystany jest kryterium względnego zapasu antykawitacyjnego wydajności K_{Q cav}.

$K_{Q \ cav} = {Q_{cav}-Q_r \over Q_r}$ (5)

PAMIĘTAJ !

Kryteria stosowane w ocenach złożonych np. w funkcji dobroci powinny być zestandaryzowane, np. zmieniać się od 0 do 1
K_NPSH – musi być większe od zera
K_{Q cav} – musi być większe od zera

Warto sprawdzić