Способ прогнозирования глубины кавитационной эрозии деталей насоса

 

Использование: для прогнозирования глубины кавитационной эрозии деталей насоса. Сущность изобретения: способ прогнозирования заключается в измерении кавитационной эрозии за первоначальный промежуток времени работы насоса с последующим вычислением интенсивности кавитационной эрозии по известной формуле. Как в первоначальный, так и в последующие промежутки времени производят регулярные измерения давлений на входе в насос, по значениям которых вычисляют новые величины интенсивности, кавитационной эрозии, и строят график зависимости глубины кавитационной эрозии от времени. Прогноз глубины эрозии к определенному времени выражается точкой пересечения построенного графика с вертикальной прямой, проходящей через указанное время. 1 ил.

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано для прогнозирования глубины кавитационной эрозии деталей насосов.

Известен способ прогнозирования кавитационной эрозии материалов на основании замеров амплитудного спектра кавитационных ударов, действующих на разрушаемую поверхность, а также значений некоторых постоянных. Величина глубины кавитационной эрозии есть линейная функция от времени /1/.

Основным недостатком известного способа является необходимость для его применения дорогостоящей аппаратуры, которая может быть использована практически только для научно-исследовательских работ и редко в реальных условиях эксплуатации.

Наиболее близким к предлагаемому является способ прогнозирования глубины h кавитационной эрозии деталей насоса, включающий измерение глубины h_o кавитационной эрозии за первоначальный промежуток времени t_o работы насоса с последующим вычислением первоначальной интенсивности кавитационной эрозии по формуле , где E_д энергия деформации разрушаемого материала /2/.

Прогноз глубины кавитационной эрозии производится по известным значениям I_o, E_д, t_o по номограмме.

Недостатком известного способа является то, что в реальной практике эксплуатации насосов величина интенсивности кавитационной эрозии не постоянная и меняется во времени.

Так, из кн. Высокооборотные лопаточные насосы. /Под ред. Овсянникова Б. В. и др. М. Машиностроение, 1975, с. 336 известно, что относительная величина интенсивности кавитационной эрозии I, равная отношению значений интенсивностей кавитационных эрозий I₁ и I₂, имеющих место при давлениях P₁ и P₂ на входе в насос, пропорциональна в степени 1,7. При работе насосных станций происходит существенное изменение давлений на входе в насос вследствие увеличения потерь во всасывающих коммуникациях и колебаний уровней воды в водоисточнике /Чебаевский В.Ф. и др. Насосы и насосные станции. М. ВО Агропромиздат, 1989, с. 416/. Для этих случае расчет глубины кавитационной эрозии без учета изменения интенсивности кавитационной эрозии во время эксплуатации насоса будет неточен и не позволит правильно прогнозировать изменение вибрационно-энергетических характеристики насосов, надежность их работы и сроки проведения ремонтов деталей, износившихся вследствие кавитационной эрозии.

Задачей изобретения является обеспечение более точного прогнозирования глубины кавитационной эрозии деталей насоса при его эксплуатации.

Задача решается за счет того, что при работе насоса в кавитационном режиме как в первоначальный, так и в последующие промежутки времени t_i производят регулярные измерения давлений P_i на входе в насос, где i - номер замера, по значениям которых вычисляют новые величины интенсивности кавитационной эрозии и, применяя формулу , строят прямолинейные отрезки ломаной линии с углом наклона которые вместе образуют график зависимости глубины h кавитационной эрозии от времени t, а прогноз глубины кавитационной эрозии ко времени Т может быть выражен значением ординаты h при пересечении полученного графика с вертикальной прямой, проходящей через значение Т.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлено графическое отображение способа прогнозирования глубины кавитационной эрозии деталей насоса в виде ломаной линии, выражающей зависимость глубины кавитационной эрозии как функции времени.

Применение способа прогнозирования глубины кавитационной эрозии деталей насоса может быть проиллюстрировано следующим образом.

При работе насоса в режиме кавитации его детали получают кавитационные повреждения, глубину которых измеряют при останове агрегата. По формуле
вычисляют интенсивность кавитационной эрозии,
где
E_д энергия деформации разрушаемого материала;
t_i время работы насоса до замера.

Измеряют также давления P_i на входе в насос, вычислив их среднестатистические величины по формуле
,
где n число замеров; ; τ_j промежуток времени, в течение которого давление на входе в насос равно P_j.

В дальнейшем при эксплуатации насоса регулярно замеряют давление P_i на входе в насос, по формуле

вычисляют новое значение интенсивности кавитационной эрозии.

Учитывая линейную зависимость глубины h_i кавитационной эрозии от времени t с углом наклона /см. чертеж/ на графике наносят ломаные линии. Прогноз глубины кавитационной эрозии ко времени Т может быть выражен значением ординаты при пересечении графика с вертикальной прямой, проходящей через значение Т, или аналитически.

В последнем случае расчет глубины h_i кавитационной эрозии за время t_i вычисляется по формуле

а общая глубина кавитационной эрозии к моменту времени по формуле ,
где N число замеров давлений на входе в насос.

Формула изобретения

Способ прогнозирования глубины h кавитационной эрозии деталей насоса, включающий измерение глубины h_o кавитационной эрозии за первоначальный промежуток времени t_o работы насоса, с последующим вычислением первоначальной интенсивности кавитационной эрозии по формуле

где E_д энергия деформации разрушаемого материала,
отличающийся тем, что при работе насоса в кавитационном режиме, как в первоначальный, так и в последующие промежутки времени t_i, производят регулярные измерения давления P_i на входе в насос, где i номер замера, по значениям которых вычисляют новые величины интенсивности кавитационной эрозии

и, применяя формулу

строят прямолинейные отрезки ломаной линии с углом наклона

которые вместе образуют график зависимости глубины h кавитационной эрозии от времени t, а прогноз глубины кавитационной эрозии во времени T может быть выражен значением ординаты h при пересечении полученного графика с вертикальной прямой, проходящей через значение Т.

РИСУНКИ

Рисунок 1