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La girante svolge un ruolo centrale nel funzionamento delle pompe a flusso assiale. Per ridurre al minimo il rischio di cavitazione, la progettazione della girante è meticolosamente progettata per controllare il flusso del fluido e la distribuzione della pressione. Pompe di flusso assiale In genere presentano lame back-swept che aiutano a mantenere un flusso costante di fluido, che riduce il verificarsi di zone a bassa pressione ai bordi principali delle lame. Gli angoli della lama sono anche accuratamente calcolati per garantire transizioni a flusso regolare, minimizzando la turbolenza e il potenziale per la formazione di bolle di cavitazione. La scelta dei materiali per la girante, come leghe resistenti alla corrosione o materiali compositi, garantisce che la girante possa resistere alle forze generate dalla cavitazione senza soffrire di usura o danno.
NPSH è un fattore critico nella prevenzione della cavitazione. Rappresenta la differenza tra la pressione sul lato di aspirazione della pompa e la pressione di vapore del fluido pompato. Se la pressione sul lato di aspirazione della pompa diminuisce troppo (cioè, sotto la pressione del vapore del fluido), si verificherà la cavitazione. Per mitigare questo, i sistemi di pompe a flusso assiale sono progettati con requisiti NPSH specifici per garantire che vi sia sempre una pressione sufficiente all'ingresso per prevenire la cavitazione. Gli ingegneri di sistema valutano attentamente l'NPSH disponibile all'aspirazione della pompa e selezionano di conseguenza le pompe per evitare la cavitazione. Ottimizzazione dei componenti del sistema come tubazioni di aspirazione e valvole può aiutare a mantenere il margine NPSH necessario per un efficiente funzionamento della pompa.
Il design del lato di aspirazione è fondamentale per il controllo dell'ingresso del fluido nella pompa. Un ingresso liscio e snello è essenziale per prevenire la turbolenza, che potrebbe ridurre la pressione e promuovere la cavitazione. I diffusori di aspirazione o le palette guida sono comunemente impiegati per garantire che il fluido scorre senza intoppi nella pompa, riducendo la potenziale turbolenza e mantenendo la pressione necessaria per evitare la cavitazione. Anche il posizionamento dell'ingresso di aspirazione è fondamentale; Dovrebbe essere collocato in un luogo in cui il flusso è uniforme e stabile, senza alcun ostacolo o disturbi che potrebbero causare gocce di pressione localizzate. L'angolo di approccio e la distanza dall'assunzione della pompa sono anche progettati per ottimizzare il modello di flusso e impedire che si verifichi la cavitazione.
Nelle pompe di flusso assiale, il fluido è diretto parallelamente all'albero della pompa, il che significa che è essenziale mantenere la velocità di flusso giusta. Velocità eccessive all'ingresso possono comportare una rapida caduta di pressione, aumentando la probabilità di cavitazione. Gli ingegneri assicurano che le velocità di aspirazione siano mantenute entro limiti ottimali utilizzando tubi di ingresso a diametro maggiore, curve lisce e sezioni affusolate per ridurre i disturbi del flusso. Selezionando attentamente la dimensione del tubo appropriata e minimizzando la resistenza nelle linee di aspirazione, il sistema può mantenere un flusso costante e a bassa velocità che impedisce alla pressione di scendere al punto di vaporizzazione. Ciò, a sua volta, riduce al minimo il rischio di cavitazione e migliora le prestazioni della pompa.
Le valvole di scarico della pressione o le unità di frequenza variabile (VFD) vengono utilizzate per mantenere una pressione coerente durante il funzionamento della pompa. I VFD consentono la regolazione della velocità della pompa in base alle condizioni del sistema, consentendo alla pompa di mantenere un flusso e una pressione ottimali anche se la domanda fluttua. Prevenendo grandi oscillazioni di pressione, questi dispositivi aiutano a evitare casi in cui la pressione del fluido potrebbe scendere al di sotto della pressione del vapore, impedendo la cavitazione. Gli strumenti di monitoraggio della pressione all'interno del sistema di pompa aiuta gli operatori a identificare e affrontare eventuali anomalie in tempo reale, consentendo azioni correttive immediate se il rischio di cavitazione diventa una preoccupazione.
Il danno indotto dalla cavitazione si manifesta spesso come vibrazioni e rumore, che non solo possono danneggiare la pompa ma anche ridurre l'efficienza del sistema. Molte pompe di flusso assiale sono dotate di sistemi di monitoraggio delle vibrazioni per rilevare oscillazioni insolite causate dalla cavitazione. Questi sistemi possono innescare allarmi o avviare azioni correttive, come la regolazione della velocità della pompa o l'apertura delle valvole di allevamento di pressione. Gli smorzatori di vibrazioni e gli ammortizzatori sono integrati nel design della pompa per ridurre la trasmissione di vibrazioni indotte dalla cavitazione ad altri componenti, come cuscinetti e alberi. Queste misure aiutano a garantire la longevità della pompa e il funzionamento regolare mitigando gli effetti avversi delle sollecitazioni indotte dalla cavitazione.3
