10.5.1.3. Расчет параметров насосов

В связи с тем, что разновидностей насосов существует очень много, необходимо правиль­ное его выбрать для той или иной области применения. Основными параметрами насо­сов, являющимися критериями для их выбора являются:

• необходимая производительность (подача),

• напор;

■ мощность (приводного двигателя);

• КПД;

• число оборотов.

При этом следует учесть, что у объемных насосов производительность (теоретически -

прим.ред) не зависит от создаваемого ими на­пора, в то время как у центробежных насосов она напрямую зависит от предельной высоты подъема.

Кавитация

При эксплуатации центробежных насосов могут возникать шумы, которые поначалу едва воспринимаются, но затем становятся весьма заметными, словно внутрь попал ка­мень; кроме того, возникает сильная вибра­ция. Такое явление обозначают кавитацией.

Причина возникновения кавитации заклю­чается в том, что в результате падения дав­ления в области всасывания насоса проис­ходит достижение или превышение опреде­ленной критической точки, соответствующей давлению насыщенных паров перекачивае­мой жидкости при данной температуре. Вслед­ствие этого возникают пузырьки пара, ко­торые уносятся потоком в область с давле­нием выше критического, расположенную в нагнетательной зоне насоса и вследствие резкой конденсации паров разрушаются или, как принято говорить, «захлопываются»- с ударом, вызывая шумы (и скачкообразное измене­ние режима работы гидравлической маши­ны — прим.ред.). При кавитации возника­ют касательные напряжения, отрицательное действие которых на качество затора и сусла нам уже известно.

Причиной падения давления при кавитации всегда является превышение допустимой высоты всасывания или очень низкая высота пода­чи. Уменьшение высоты подачи означает увеличение объемного расхода транспорти­руемого продукта, что в свою очередь мо­жет привести к превышению допустимой высоты всасывания.

Для лопастных насосов в непосредственной зависимости от кавитации находится высо­та всасывания, которая характеризуется ве­личиной NPSH (net-positive-suction-head). (Термин «net positive suction head» буквально означает «чистое (нетто) положительное гид­ростатическое давление на стороне всасы­вания» . Например, для случая, когда резервуар, из которого отбирают жидкость, находится выше насоса, величина NPSH оборудования (установки, линии, участка) расчитывается по формуле

где:

Р_е - давление на входе в установку, бар;

P_b — атмосферное давление, бар;

Р_D — давление паров жидкости при данной температуре, бар;

ρ — плотность, т/м²;

g — ускорение свободного падения, 9,81 м/с²;

V_c — скорость потока на входе в установ­ку, м/с;

H_{v, s} — гидравлические потери на всасыва­ющей линии, м;

H_z,geo — геометрическая высота подпора на всасывающей линии, м.

Величина NPSH насоса указывается в его техническом паспорте в виде диаграммы, за­висящей от производительности. — Прим.ред.) Поэтому решающее значение при выборе насоса имеет величина NPSH.

Величина NPSH всей установки должна быть выше величины NPSH насоса.

Кавитация обусловливает большое паде­ние мощности и в конечном итоге может привести к прерыванию потока транс­портируемого материала. Продолжитель­ное действие кавитации способно выз­вать очень серьезные повреждения обо­рудования и материала насоса, а также отрицательно повлиять на качество пива.