Рідина по всмоктуючому трубопроводу до робочого колеса насоса підводиться під дією різниці тиску в приймальному резервуарі і абсолютного тиску в потоці біля входу в колесо. Останнє залежить від розташування насоса щодо рівня поверхні рідини в резервуарі і режиму роботи насоса. На практиці зустрічаються три основні схеми установки відцентрових насосів:
- вісь насоса вище рівня рідини в приймальному резервуарі (камері) - рис. 2.9, а;
- вісь насоса нижче рівня рідини в приймальному резервуарі (див. рис. 2.9, б);
- рідина в приймальному резервуарі знаходиться під надлишковим тиском (див. рис. 2.9,6).
З рівняння Бернуллі для двох перерізів (в нашому випадку для рівня рідини в приймальному резервуарі 0 - 0 і перетину 1 - 1 на вході в насос слід
де hп.в. - втрати у всмоктуючому трубопроводі;
РA - атмосферний тиск, Па;
рв - абсолютний тиск на вході в насос, Па;
св - швидкість на вході в насос, м / с.
Ліва частина рівняння (2.26) являє собою вакуумметричний висоту всмоктування насоса і вимірюється в метрах стовпа рідини.
Мал. 2.9. Схеми установки відцентрових насосів
p> З виразів (2.26) і (2.27) слід: 
Якщо вода в насос надходить з підприєм (див. Рис. 2.9, б), то
Негативне значення Hв вказує на роботу насоса з підприєм. При роботі насоса за схемою, показаної на рис. 2.9, в, вираз вакуумметричний висоти всмоктування набуває вигляду:
де P0 - абсолютний тиск середовища над вільною поверхнею рідини, Па.
Залежно від конструкції лопатевого насоса геометричну висоту всмоктування відраховують по-різному. Для горизонтальних насосів Hг.в - це різниця відміток осі насоса і рівня рідини в приймальному резервуарі. Для насосів з вертикальним валом Нг.в відраховується від середини вхідних кромок лопатей робочого колеса (в багатоступеневих насосах колеса першого ступеня) до вільної поверхні рідини в приймальному резервуарі (камері, свердловині).
Нормальна робота відцентрового насоса забезпечується в такому режимі, коли абсолютний тиск у всіх точках його внутрішньої порожнини більше тиску насичених парів рідини при даній температурі. Якщо така умова не дотримується, то починаються явища пароутворення і кавітації, які призводять до зменшення або навіть припинення подачі насоса (насос «зриває»). Кавітацією називають процеси порушення цілісності потоку рідини, що відбуваються там, де місцеве тиск знижується і досягає певного критичного значення. При цьому спостерігається утворення великої кількості дрібних бульбашок, наповнених парами рідини і газами, що виділилися з неї. Освіта бульбашок зовні схоже на кипіння рідини. Виниклі в результаті зниження тиску бульбашки збільшуються в розмірі і несуться потоком. При цьому спостерігається місцеве підвищення швидкості руху рідини внаслідок сорому поперечного перерізу потоку виділилися бульбашками пари або газу.
Потрапляючи в область з тиском вище критичного, бульбашки руйнуються, при цьому їх руйнування відбувається з великою швидкістю і тому супроводжується місцевим гідравлічним ударом в даній мікроскопічної зоні. Так як конденсація займає деяку область і протікає безперервно протягом тривалого часу, це явище призводить до руйнувань значних площ поверхні робочих коліс або напрямних апаратів. Практично поява кавітації при роботі насоса можна виявити по характерному потріскування в області всмоктування, шуму і вібрації насоса. Кавітація супроводжується також хімічним руйнуванням (корозією) матеріалу насоса під дією кисню і інших газів, що виділилися з рідини в області зниженого тиску.
При одночасній дії корозії і циклічних механічних впливів міцність металевих деталей насоса швидко знижується. При цьому вплив кавітації на металеві деталі насоса посилюється, якщо перекачується рідина містить зважені абразивні речовини: пісок, дрібні частинки шлаку і т. П. Під дією кавітації поверхні деталей стають шорсткими, губчастими, що сприяє швидкому їх стирання зваженими речовинами. У свою чергу ці речовини, істірая поверхні деталей насоса, сприяють посиленню кавітації.
Кавітаційного руйнування найбільш схильні до чавун і вуглецева сталь. Більш стійкі в цьому відношенні бронза і нержавіючі стали. З метою підвищеннях стійкості деталей відцентрових насосів застосовують захисні покриття. Для цього поверхні деталей наплавляют твердими сплавами, використовують місцеву поверхневу загартування і інші способи захисту. Однак основний фундаментальної дієвим заходом боротьби з передчасним зносом проточної частини насосів є попередження можливості кавітаційних режимів їх роботи.
Для бескавитационной роботи насоса необхідно забезпечити умови, при яких тиск на вході в насос «Рм» було б більше критичного, т. Е. Більше тиску насичених парів рідини, що перекачується «Рп». Для запобігання явища кавітації необхідно, щоб питома енергія потоку (віднесена до осі робочого колеса насоса) була достатньою для забезпечення швидкостей і прискорень в потоці при вході в насос і подолання гідравлічних опорів без падіння місцевого тиску до значень, що ведуть до утворення кавітації.
Кавітаційний запас, т. Е. Перевищення питомої енергії потоку енергії, відповідає тиску насичених парів рідини, що перекачується, дорівнює:
де h - абсолютний тиск на вході в насос.
Величина h залежить від типу і конструкції насоса. Для кожного насоса експериментально встановлюється мінімальне значення кавитационного запасу «h хв». Але в технічній характеристиці насоса вказується значення допустимого кавитационного запасу, т. Е. Такого кавітаційного запасу, який надійно забезпечує роботу насоса без змін його основних технічних показників. Допустимий кавітаційний запас «hдоп = Kдh». Коефіцієнт запасу Кд в залежності від конструкції, типу і призначення насоса приймають в межах 1,1 - 1,5.
Стандартом ISO 2548 введено інше поняття кавитационного запасу. У документі застосовується термін «сумарний натиск всмоктування при нагнітанні» (тобто при роботі насоса). Цей термін позначається (NPSH). Математично (NPSH) виражається так:
де Z1 - відстань від площини входу до осі робочого колеса; рв - надлишковий тиск на вході в насос.
На вході в насос тиск «рв», як правило, є негативною величиною. Порівнюючи вираз (NPSH) з формулою, яка описує кавітаційний запас, очевидно, що воно відрізняється тільки наявністю члена Z1, який враховує різницю геометричних висот центру ваги вхідного патрубка насоса і робочого колеса. Для великих насосів ця величина може бути істотною.
Зі співвідношень (2.27) і (2.31) випливає, що допустима вакуумметричного висота всмоктування
або
де ра - натиск, відповідний атмосферному тиску (наведена висота атмосферного тиску), метри стовпа рідини; hн.п - натиск, відповідний тиску насичених парів рідини (наведена висота тиску насичених парів рідини), метри стовпа рідини.
Допустима геометрична висота всмоктування обчислюється з співвідношень (2.26) і (2.32)
або
Таким чином, допустима геометрична висота всмоктування насосної установки дорівнює допустимої вакуумної висоті всмоктування насоса мінус втрати напору у всмоктуючому трубопроводі. У технічній документації на насоси (каталогах, паспортах та ін.) Вказується допустима висота всмоктування (або допустимий кавітаційний запас) для нормальних умов, т. Е. Для атмосферного тиску 0,1 МПа (що приблизно відповідає 760 мм рт. Ст.) І температури рідини 20 ° C.
Для води і стічної рідини допустима висота всмоктування стосовно до реальних умов експлуатації насоса обчислюється за співвідношенням
а допустима геометрична висота всмоктування - за формулою
або
де Нв.доп. номінальна допустима висота всмоктування (по каталогу);
pа / pg - приведена висота атмосферного тиску, м вод. ст .;
0,24 - значення hп.п для води при t = 20С.
Значення наведеної висоти атмосферного тиску pа / pg в залежності від розташування місцевості над рівнем моря вказані нижче:
Значення висоти тиску насичених водяних парів hн.п в залежності від температури води наведені нижче:
Втрати напору у всмоктуючому трубопроводі складаються з втрат на тертя при русі рідини по трубі і втрат на місцеві опори
Наші фахівці завжди раді відповісти на всі Ваші запитання.