Совершенствование методики определения кавитационной характеристики шнекоцентробежных насосов

Кавитация - это процесс нарушения сплошности потока жидкости в зоне пониженного давления, заклю- чающийся в образовании полостей, наполненных паром и выделившимися из жидкости газами. В области по- ниженных давлений возникают растягивающие напряжения, которые приводят к разрыву жидкости; обра- зуются полости - кавитационные каверны, которые заполняются газами и парами. Попадая в область высо- ких давлений, каверны «схлапываются», что вызывает местный гидравлический удар, который может при- вести к разрушению стенок каналов. Возникновение и развитие кавитации в жидкостях связано с наличием ядер кавитации. Технические жидкости всегда имеют ядра кавитации, представляющие собой нерастворен- ные газовые включения. Развитию кавитации также способствует количество свободных и растворенных газов, а также термодинамические свойства жидкостей и конструктивные особенности колеса. Кавитация приводит к трем основным отрицательным последствиям для гидравлических машин: к срыву режима работы, т. е. к резкому снижению основных параметров, эрозионному разрушению рабочего колеса и неустойчивой работе, вызванной низкочастотными автоколебаниями. Для того, чтобы определить кавитационную эффективность насоса, каждый шнекоцентробежный насос подвергается кавитационным испытаниям. Однако существующие методы определения антикавитационных свойств насосов не обладают достаточной точностью, а также превышают по длительности срок эксплуа- тации насоса в составе турбонасосного агрегата жидкостного ракетного двигателя. Предложен метод ускоренных кавитационных испытаний, позволяющий значительно сократить время ис- пытаний, а также увеличить точность определения кавитационной характеристики. Для этого предлагает- ся проводить испытания без поддержания расхода, с увеличенной скоростью снижения давления на входе в насос. Для снижения погрешности испытаний путем исключения человеческого фактора предложена сис- тема автоматической регистрации параметров. Установлено, что ускоренное снижение давления без поддержания расхода не влияет на точность опреде- ления кавитационной характеристики и вместе с тем сокращает работу насоса в условиях кавитации, умень- шая эрозию. Автоматизация значительно снижает трудоемкость проведения испытаний и увеличивает точность.