В статье приведена методика расчёта надкавитационного напора (кавитационного запаса) на входе в насос.
Способ быстрой оценки кавитационного запаса насоса без проведения сложных расчётов см. в [6].
Надкавитационный напор на входе (кавитационный запас), NPSH (net positive suction head) - полное абсолютное давление жидкости в сечении входного патрубка насоса за вычетом давления кипения жидкости при данной температуре жидкости.
где Hвнеш - давление над поверхностью жидкости в исходном баке (для открытой системы атмосферное давление Hатм), м; (zж − zвх) - давление столба жидкости, м; zж - отметка поверхности жидкости относительно произвольно выбранной плоскости отсчёта Z0, м; zвх - отметка оси входного патрубка, м; ΔH - потери давления (напора) при движении жидкости с объёмным расходом Q (м3/ч) во входном трубопроводе, м; w - скорость движения жидкости во входном патрубке насоса, м/с; Hкип - давление кипения жидкости (м) при температуре, равной температуре жидкости t (C).
Так же в статье приведён пример расчёта кавитационного запаса с помощью включённой в модуль npsh написанной на Python функции
calc_NPSH(z_s, z_p, t, p=101325, Q=0, D=0, dH=0)
Расчёт имеющегося надкавитационного напора NPSH (кавитационного запаса), м
z_s: высотная отметка поверхности воды, м
z_p: высотная отметка оси входного патрубка насоса, м
t: температура воды, С
p: давление над поверхностью воды, Па. По умолчанию 101325 Па.
Q: объёмный расход, м3/ч. По умолчанию 0 (при расчёте NPSH скорость потока не учитывается)
D: внутренний диаметр входного патрубка насоса, м. По умолчанию 0
(при расчёте NPSH скорость потока не учитывается)
dH: потери давления во входном трубопроводе насоса, м. По умолчанию 0
(при расчёте NPSH потери давления не учитывается)
return: значение NPSH, м
При расчёте кавитационного запаса используются следующие ранее разработанные инструменты:
1. Определение плотности воды по температуре и давлению (см. [1]);
2. Определение давления насыщенного водяного пара (давление кипения воды) по температуре [2];
3. Определение значения динамической вязкости воды по температуре и плотности [3];
4. Расчёт потерь давления при движении жидкости в трубопроводе [4].
Подробнее см. здесь.
Все необходимые для расчёта кавитационного запаса модули на Python собраны в один архив (скачать).
Ссылки
1. Расчёт теплофизических свойств воды
2. Температура и давление насыщенного водяного пара
3. Вязкость воды и водяного пара
4. Гидравлический расчёт трубопровода
5. ГОСТ ISO 9906-2015 Насосы динамические. Гидравлические испытания. Классы точности 1, 2 и 3
6. Способ быстрой оценки кавитационного запаса насоса