Насослар ва насос станциялари

Kavitasiya ta’siri oqibatlari va ularni kamaytirish

Nasos ichida uning suv oqib o‘tadigan qismida kavitatsion zona yuzaga kelganida haydalayotgan suyuqlik muhiti oqimini boshqarish uchun mo‘ljallangan yo‘naltiruvchi yuzalarning samarali shakli hamda ana shu muhit o‘tadigan yo‘lning o‘zi ham o‘zgaradi. Bunday o‘zgarishlar noxush, kutilmagan bo‘lib, qo‘shimcha


⁸ Centrifugal pump handbook / Sulzer Pumps Ltd. 3rd ed. Amsterdam [etc.] : Elsevier, 2010. P. 9.
energiya yo‘qotilishi bilan kuzatiladi. Kavitatsion pufakchalar paydo bo‘lishi, rivojlanishi va emirilishiga energiya sarfi bilan birga bu shunga olib keladiki, nasos ishi energetik parametrlari (uzatish, nasosning to‘liq dami) pasayishi va FIKning tushib ketishi nasosdagi kavitatsiya paydo bo‘lishining bevosita oqibati bo‘lib chiqadi.
Kavitatsion zonaning nostatsionarligi va uning paydo bo‘lishi bilan yuzaga kelgan suyuqliklarning ikkilamchi oqimlari haydalayotgan suyuqlik muhitining oqimida katta bosim sakrashlariga olib keladilar. Bu sakrash(pulsatsiya)lar nasosning suyuqlik oqadigan qismiga dinamik ta’mir ko‘rsatib, bu nasos agregatining, qator hollarda esa butun nasos uskunasining vibratsiyalanishiga sabab bo‘ladi.
Oqim bosim kritik darajadan yuqori bo‘lgan zonaga keltirgan kavitatsiya pufakchalarining emirilishi o‘ta tez sodir bo‘lib, doimo kavitatsiya bilan birga kuzatiladigan o‘ziga xos vishillash tovushi bilan kechadi. SHunday qilib, nasosdagi kavitasiyaning paydo bo‘lishi har doim ishlab turgan nasos agregati shovqini kuchayishi bilan bog‘liq.
Nasos ishchi g‘ildiragining parraklararo kanallarida kavitatsion zonalari hosil bo‘lishi va ular keltirib chiqaradigan haydalayotgan suyuqlik muhiti zichligining o‘zgarishi qator hollarda nasos rotori disbalansi, nasos vali deformatsiyalari va yo‘naltiruvchi podshipniklarning notekis siyqalanishi yuzaga chiqishiga olib keladi. Bunday sharoitlardagi nasosning aylanib turgan ishchi g‘ildiragi va nasos korpusining qo‘zg‘almas elementlari orasidagi zazorning muqarrar kattalashishi hajmiy yo‘qotishlar ko‘payishiga va butun nasos uskunasining energetik parametrlari tushib ketishiga olib keladi.
Uzun quvurlar tarmog‘iga ega bo‘lgan murakkab nasos uskunalarida kavitatsion zonalarning paydo bo‘lish, yana ko‘proq darajada, ularning emirilish jarayoni gidravlik zarb hosil bo‘lishiga olib kelib, unda bir zumlik bosim ushbu nasos uskunasi uchun ishchi bo‘lgan bosimdan bir necha marta ortib ketishi mumkin.
Aksariyat holatlarda kavitatsiya kavitatsion pufakchalar paydo bo‘lib, biroz vaqt ularda mavjud bo‘ladigan ichki yuza va nasos elementlarining emirilishi bilan kuzatiladi. Kavitatsiyaning eng xavfli oqibatlaridan biri bo‘lgan bu emirilish kavitatsion eroziya deb ataladi (39-rasm).

2.19-rasm. Kavitatsiya eroziyasini izlari bilan markazdan qochma nasosning ishchi g’ildiragi⁹

Nasos ishchi g‘ildiragining mexanik shikastlanishlari kavitatsion eroziya oqibatida nisbatan qisqa muddat ichida uning normal ekspluatatsiyasini qiyinlashtiradigan, hatto buni deyarli ilojsiz qilib qo‘yadigan o‘lchamlarga etishi mumkin.
Kavitatsiyaning markazdan qochma nasos ishiga ko‘rsatadigan ta’siri doimiy bo‘lmay, uning rivojlanish bosqichiga bog‘liq: boshlang‘ich, qisman taraqqiy etgan va to‘liq taraqqiy etgan.
Boshlang‘ich kavitasiya shovqinning oz-moz kuchayishi, beqaror kavitasiya zonasini tashkil etuvchi kichik miqdordagi kavitasiya pufakchalari mavjudligi


⁹ Merkle T. Damages on pumps and systems : The handbook for the operation of centrifugal pumps. Amsterdam [etc.] : Elsevier, 2014. P. 14.
bilan tavsiflanadi. Odatda, bu bosqichda gidravlik mashinaning tashqi tavsiflari deyarli o‘zgarmaydi.
Qisman rivojlangan kavitasiya nasosning oqim qismining sirtlarining samarali shaklini o‘zgartiradigan va nasos oqimning jonli qismini cheklaydigan muayyan o‘lchamdagi barqaror kavitasiya zonasi mavjudligi bilan tavsiflanadi. Oqim tezligining mahalliy o‘sishi kuzatilib, suyuqlikning ikkilamchi harakatlari paydo bo‘ladi. Energiya ko‘proq yo‘qotilishi tufayli nasosning ishlash tavsiflari yomonlashadi, shovqin sezilarli ortib, vibratsiya (tebranish) yuzaga keladi.
To‘liq rivojlangan kavitatsiyada nasos ishi ishdan chiqadi. Uning ish tavsiflari butkul yomonlashib ketadi. To‘liq rivojlangan kavitatsiya sharoitlarida nasosning ishlashi shovqin, kuchli vibratsiya bilan kuzatilib, odatda, boshqarilmay qoladi.
Kavitatsiyaning zararli ta’sirini ozaytirish maqsadida odatda nasoslar ishlab chiqarish zavodida har bir nasos modeli uchun kavitatsion tavsiflarni belgilab, ularni nasos ishining boshqa parametrlari bilan birga maxsus kataloglarda keltiradilar (qar., masalan, 2.1-rasmdagi NPSH3 grafigi). Bu ma’lumotlardan foydalanib, muhandis-loyihachi razmeщaet nasos uskunasini suv sathiga nisbatan qabul qilgich rezervuarda balandligiga ko‘ra nasos uskunasiga ko‘rsatiladigan kavitatsion ta’sirlarni imkon qadar kamaytiradigan darajada joylashtiradi (bu to‘g‘rida batafsilroq 2.5.3 b.).
Ko‘pgina nasoslarni konstruksiyalash ularning suv oqib o‘tadigan qismi elementlari kavitatsion eroziyaga uchrashi ehtimolini hisobga olgan holda amalga oshiriladi. Eroziyaga qarshi kurashning asosiy uslubi nasoslar ishlab chiqarishda mos materiallarni tanlashdan iborat. Bunday tanlash turli materiallarning qiyosiy sinovlarini o‘tkazish yo‘li bilan amalga oshiriladi.

2.