Wirnik odgrywa centralną rolę w obsłudze pomp przepływu osiowego. Aby zminimalizować ryzyko kawitacji, konstrukcja wirnika jest skrupulatnie zaprojektowana w celu kontroli przepływu płynów i rozkładu ciśnienia. Pompy przepływu osiowego Zazwyczaj zawierają łopatki, które pomagają utrzymać stały przepływ płynu, który zmniejsza występowanie stref niskiego ciśnienia na wiodących krawędziach ostrzy. Kąty ostrzy są również starannie obliczane, aby zapewnić płynne przejścia przepływu, minimalizując turbulencje i możliwość utworzenia bąbelków kawitacyjnych. Wybór materiałów na wirnik, takie jak stopy oporne na korozję lub materiały kompozytowe, zapewnia, że wirnik może wytrzymać siły wytwarzane przez kawitację bez cierpienia zużycia lub uszkodzenia.
NPSH jest kluczowym czynnikiem zapobiegającym kawitacji. Reprezentuje różnicę między ciśnieniem po stronie ssania pompy a ciśnieniem pary pompowanego płynu. Jeśli ciśnienie po stronie ssania pompy spada zbyt nisko (tj. Poniżej ciśnienia pary płynu), nastąpi kawitacja. Aby to złagodzić, systemy pomp przepływu osiowego są zaprojektowane z określonymi wymaganiami NPSH, aby upewnić się, że na wlocie zawsze jest wystarczające ciśnienie, aby zapobiec kawitacji. Inżynierowie systemu dokładnie oceniają NPSH dostępny na ssanie pompy i odpowiednio wybierają pompy, aby uniknąć kawitacji. Optymalizacja komponentów systemowych, takich jak rurki ssące i zawory, mogą pomóc w utrzymaniu niezbędnego marginesu NPSH do wydajnego działania pompy.
Projekt strony ssącej ma kluczowe znaczenie w kontrolowaniu wejścia płynu do pompy. Gładki, usprawniony wlot jest niezbędny, aby zapobiec turbulencjom, co może obniżyć ciśnienie i sprzyjać kawitacji. Dyfuzory ssące lub łopatki przewodnie są powszechnie stosowane, aby zapewnić płynne płyn do pompy, zmniejszając potencjalne turbulencje i utrzymując ciśnienie potrzebne do uniknięcia kawitacji. Umieszczenie wlotu ssącego ma również kluczowe znaczenie; Powinien być umieszczony w miejscu, w którym przepływ jest jednolity i stabilny, bez żadnych przeszkód lub zaburzeń, które mogą powodować zlokalizowane spadki ciśnienia. Kąt podejścia i odległość od spożycia pompy są również zaprojektowane w celu optymalizacji wzoru przepływu i zapobiegania występowaniu kawitacji.
W pompach przepływu osiowego płyn jest kierowany równolegle do wału pompy, co oznacza, że utrzymanie prędkości przepływu prawego jest niezbędne. Nadmierne prędkości na wlocie mogą powodować szybki spadek ciśnienia, zwiększając prawdopodobieństwo kawitacji. Inżynierowie upewniają się, że prędkości ssące są utrzymywane w optymalnych granicach, stosując rury wlotowe o większej średnicy, gładkie zakręty i zwężające się sekcje w celu zmniejszenia zaburzeń przepływu. Starannie wybierając odpowiedni rozmiar rury i minimalizując rezystancję w liniach ssących, system może utrzymać stały przepływ o niskiej prędkości, który zapobiega spadaniu ciśnienia do punktu odparowywania. To z kolei minimalizuje ryzyko kawitacji i zwiększa wydajność pompy.
W celu utrzymania stałego ciśnienia przez całą działalność pompy stosuje się zawory do zwolnienia ciśnieniowego lub zmienna częstotliwość (VFD). VFD umożliwiają regulację prędkości pompy w oparciu o warunki systemowe, umożliwiając pompę utrzymanie optymalnego przepływu i ciśnienia, nawet gdy zmienia się popyt. Zapobiegając dużym wahaniom ciśnienia, urządzenia te pomagają uniknąć przypadków, w których ciśnienie płynu może spaść poniżej ciśnienia pary, zapobiegając kawitacji. Narzędzia do monitorowania ciśnienia w systemie pomp pomagają operatorom identyfikować i zająć się wszelkimi anomaliami w czasie rzeczywistym, umożliwiając natychmiastowe działania naprawcze, jeśli ryzyko kawitacji staje się problemem.
Uszkodzenie wywołane kawitacją często objawiają się jako wibracje i hałas, co może nie tylko uszkodzić pompę, ale także zmniejszyć wydajność systemu. Wiele pomp przepływu osiowego jest wyposażonych w systemy monitorowania wibracji w celu wykrycia niezwykłych oscylacji spowodowanych kawitacją. Systemy te mogą wywoływać alarmy lub inicjować działania naprawcze, takie jak regulacja prędkości pompy lub zawory otwierające ciśnienie. Tłumienie wibracji i amortyzatory są zintegrowane z konstrukcją pompy, aby zmniejszyć transmisję wibracji indukowanych kawitacją do innych komponentów, takich jak łożyska i wały. Środki te pomagają zapewnić długowieczność pompy i płynne działanie poprzez łagodzenie negatywnych skutków naprężeń wywołanych kawitacją. 3