02. Потери на трение и кавитация

Потери на трение и кавитация Узнайте, как потери на трение и кавитация могут повредить насос и как можно снизить риск возникновения этих явлений. Когда насос перекачивает по трубам воду на большой скорости, появляется риск возникновения потерь на трение и кавитации. В этом модуле мы познакомим вас с этими явлениями. Мы объясним, как потери на трение могут вызывать снижение эффективности, как кавитация может привести к повреждению трубопровода и насосов, и, в частности, как можно снизить риск возникновения этих явлений. Начнем с потерь на трение. Если говорить коротко, потери на трение связаны с потерей давления в результате контакта между движущейся жидкостью и трубой, по которой она движется. При транспортировке по насосной системе вода вступает в трение с поверхностями, которых она касается. В конечном счете это приводит к потере энергии и давления и снижению эффективности всей вашей системы. От потерь на трение не защищена ни одна часть системы. Они возникают и в трубах, и в коленчатых патрубках, и в клапанах. Но как же понять, каково количество потерь на трение в системе? Это зависит от различных характеристик, включая расход в системе, вязкость жидкости, диаметр и длину трубы. Чем меньше и короче труба, тем выше вязкость жидкости и возникает больше потерь на трение. И, конечно, влияет поверхность труб. Если, например, стенки труб гладкие, воду по ним перекачивать будет проще, а потерь на трение будет меньше. Таким образом, количество потерь на трение можно определить исходя из скорости, при которой перекачивается вода, и размера трубы. Чтобы сократить потери на трение, можно сделать две вещи: 1) уменьшить расход; и 2) увеличить размер трубы. При увеличении размера трубы возрастет и начальная стоимость системы. С другой стороны, это поможет сократить общие затраты за срок службы — вполне разумное долгосрочное решение. Как правило, получить данные о потерях на трение можно у производителей труб, коленчатых патрубков, тройников и других компонентов трубопровода. Теперь давайте поговорим о кавитации. Кавитацией называют процесс стремительного образования и схлопывания пузырьков воздуха в воде, вызванный ее кипением. Как правило, вода закипает при 100 градусах. При такой температуре вода превращается в пар. Но если давление в системе падает, снижается и точка кипения. Например, если давление в участке трубопровода падает до 0,1 бар, то вода в этом участке начнет кипеть при 45 градусах, а не при 100. Как только давление в участке поднимется выше точки локального кипения, испаряемые молекулы начнут схлопываться и возвращаться в исходное жидкое состояние. Это называется кавитацией. Как правило, этот процесс можно услышать, так как схлопывающиеся в трубах молекулы производят громкий звук. Кавитация является одной из наиболее распространенных проблем в трубопроводах, используемых для перекачки воды. Это один из главных виновников в повреждении насосов и труб. К счастью, есть несколько способов снизить риск возникновения кавитации. Нужно всего лишь сделать следующее: опустить входное отверстие насоса ниже и повысить давление на входе, снизить потери на трение во всасывающей трубе, уменьшить расход насоса, поднять уровень всасываемой воды.