Аналіз методики розрахунку кавітаційного запасу плунжерних насосів

Michał Bembenek; В. В. Михайлюк; Л. А. Кантилович; А. В. Андрусяк

doi:10.31471/1993-9965-2023-2(55)-25-30

Аналіз методики розрахунку кавітаційного запасу плунжерних насосів

Автор(и)

Michał Bembenek AGH Науково-технічний університет, Краків, алея Міцкевича 30, 30-059 Краків, Польща
В. В. Михайлюк ІФНТУНГ; 76019, м. Івано-Франківськ, вул. Карпатська,15 https://orcid.org/0000-0002-3329-2068
Л. А. Кантилович ІФНТУНГ; 76019, м. Івано-Франківськ, вул. Карпатська,15
А. В. Андрусяк ІФНТУНГ; 76019, м. Івано-Франківськ, вул. Карпатська,15

DOI:

https://doi.org/10.31471/1993-9965-2023-2(55)-25-30

Ключові слова:

кавітація, плунжерний насос, кавітаційний запас, насосні установки, системи трубопроводів всмоктування, напір прискорення

Анотація

Однією з причин, що впливає на роботу елементів гідравлічних систем (насосів, трубопроводів, запірно-регулювальної апаратури) при інтенсивному русі одно- і багатофазних рідких середовищ, є кавітація. Детальне її дослідження має вирішальне значення, оскільки це явище може мати серйозні наслідки для елементів гідравлічних систем: підвищена зношуваність, знижені термін та ефективність експлуатації. Для визначення допустимого кавітаційного запасу застосовують різні методики. Проте, для визначення кавітаційного запасу системи плунжерних насосів використовується окрема методика, яку наведено у цій статті. Проведено аналіз та встановлено складові, що впливають на величину кавітаційного запасу. Детально розглянуто методику та кожну її складову. Проаналізовано чинники, які впливають на величину кавітаційного запасу. Зроблено висновки стосовно можливих шляхів збільшення кавітаційного запасу системи з плунжерними насосами: підвищення тиску на поверхню рідини в резервуарі; збільшення геодезичної висоти між поверхнею рідини та осьовою лінією насоса; зменшення втрати тиску на тертя у трубопроводі всмоктування; зниження температури перекачуваного флюїда; зменшення впливу тиску прискорення потоку для плунжерних насосів шляхом зменшення довжини лінії всмоктування, збільшення її діаметру для зниження швидкості потоку, зменшення числа обертів валу насоса, використання стабілізаторів потоку на лінії всмоктування, встановлення підпірних насосів з використанням PI-регулювання та нелінійного керування. Детальні дослідження кавітаційних процесів у насосах (особливо плунжерних) і елементах насосних систем, розуміння причин і наслідків кавітації, а також розроблення методів її усунення будуть основою для подальших досліджень.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

BRENNEN, Christopher E. Cavitation and bubble dynamics. Cambridge university press, 2014.

SOYAMA, Hitoshi; KUMANO, Hiroyuki; SAKA, Masumi. A new parameter to predict cavitation erosion. http://resolver. caltech. edu/cav2001: session A3. 002, 2001.

Gidravlika: navch. posib. / L. V. Voznyak, P. R. Gimer, M. I. Merduh, O. V. Panevnik ; Grudz V. Ya., rec. – Ivano-Frankivsk : IFNTUNG, 2015. – 327 s.ISBN 978-966-694-216-9

Nikolova R.O., Gidravlichni ta aerodinamichni mashini: Navchalnij posibnik., Odesa , ODABA, 2006, - 210 s.

https://uk.wikipedia.org/wiki/Mizhnarodna_standartna_atmosfera.

IANNETTI, Aldo; STICKLAND, Matthew T.; DEMPSTER, William M. A CFD and experimental study on cavitation in positive displacement pumps: Benefits and drawbacks of the ‘full’cavitation model. Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics, 2016, 10.1: 57-71.

OPITZ, Karsten, et al. Cavitation in reciprocating positive displacement pumps. In: Proceedings of the 27th International Pump Users Symposium. Turbomachinery Laboratory, Texas A&M University, 2011.

IANNETTI, Aldo; STICKLAND, Matthew; DEMPSTER, William. A CFD study on the mechanisms which cause cavitation in positive displacement reciprocating pumps. Journal of Hydraulic Engineering, 2015, 1.1: 47-59.

SUN, Ze-gang, et al. Optimization of the structure of water axial piston pump and cavitation of plunger cavity based on the Kriging model. Journal of Vibroengineering, 2016, 18.4: 2460-2474.

LI, Wenguang; MCKEOWN, Andrew; YU, Zhibin. Correction of cavitation with thermodynamic effect for a diaphragm pump in organic Rankine cycle systems. Energy Reports, 2020, 6: 2956-2972.

VETTER, G.; KOZMIENSKY, R. Pulsation and NPSHA in rotary positive displacement pumps. World Pumps, 1999, 1999.389: 37-42.

CUCIT, Valentino, et al. A control system for preventing cavitation of centrifugal pumps. Energy Procedia, 2018, 148: 242-249.

CUCIT, Valentino, et al. Characterization of centrifugal pumps used for professional equipment, development of control strategies to prevent cavitation. 2019.

##submission.downloads##

Опубліковано

28.12.2023

Як цитувати

Bembenek, M., Михайлюк, В. В., Кантилович, Л. А., & Андрусяк, А. В. (2023). Аналіз методики розрахунку кавітаційного запасу плунжерних насосів. Науковий вісник Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу, (2(55), 25–30. https://doi.org/10.31471/1993-9965-2023-2(55)-25-30