Kavitacija ir siurbimo aukštis: kodėl paviršinis siurblys kelia tik iš 7–8 m

Paviršinis siurblys vandens „netraukia" – jį į siurblį stumia atmosferos slėgis, kuris jūros lygyje atitinka maždaug 10,33 m vandens stulpą. Iš šio stulpo reikia atimti viską, ką siurblys ir vamzdynas „suvalgo". Likutis – realus siurbimo aukštis.

NPSH – siurblio nesugebėjimas sukurti vakuumo

Kiekvienas išcentrinis siurblys turi NPSH kreivę (Net Positive Suction Head). Grundfos ją paaiškina paprastai: tai siurblio nesugebėjimas sukurti visiško vakuumo. NPSH auga didėjant debitui – kuo daugiau vandens siurblys pumpuoja, tuo blogiau jis siurbia.

Formulė

H maks. = A − NPSH − H trinties − H garų − H saugos

• A – atmosferos slėgis metrais (apie 10 m; kalnuose mažiau);
• NPSH – iš siurblio kreivės ties darbo debitu;
• H trinties – nuostoliai atbuliniame vožtuve ir siurbimo vamzdyje;
• H garų – vandens garų slėgis (0,2 m ties 17 °C, 0,45 m ties 31 °C – šiltas vanduo siurbiamas blogiau);
• H saugos – praktikoje 0,5–1 m, nes trintis niekada neapskaičiuojama tiksliai, o atmosferos slėgis svyruoja.

Vadovo pavyzdys: 10 − 1,5 − 2 − 0,45 − 0 = 6,05 m. Padidinus debitą iki 51 m³/h (pavyzdžiui, trūkus vamzdžiui), NPSH išauga iki 3,3 m, trintis iki 3,25 m, ir maksimalus siurbimo aukštis nukrenta iki 3,0 m – sistema tampa kritinė be jokios atsargos.

Kas vyksta kavituojant

Kai siurblys bando kelti vandenį iš didesnio gylio nei įmanoma, darbo ratas „perplėšia" vandens srautą – susidaro garų burbuliukai, kurie po akimirkos imploduoja su triukšmu ir jėga, kuri per kurį laiką suardo darbo ratą ir guolius. Vadovo lentelė apie medžiagų nuostolius kavituojant: ketus 1,0; bronza 0,5; bronzos lydiniai 0,1; nerūdijantis plienas 0,05. Tai vienas iš argumentų, kodėl giluminiai siurbliai gaminami iš AISI 304.

Ką tai reiškia renkantis

• Šuliniui, kuriame vanduo iki 6–7 m, tinka paviršinis ar hidroforinis siurblys; giliau – tik giluminis arba ežektorinis.
• Giluminis siurblys, panardintas žemiau dinaminio lygio, siurbimo aukščio problemos neturi – bet jis kavituos, jei lygis piko metu nukris iki siurblio (pažemėjimas auga debito kvadratu).
• Jei siurbimo aukštis kritinis, vadovas pataria didesnio skersmens siurbimo vamzdį ir atbulinį vožtuvą – trintis mažėja, atsarga auga.

Kaip atpažinti kavitaciją. Traškesys ar „žvyro" garsas siurblyje, virpantis vakuummetro rodmuo bandymo metu, krentantis debitas. Sprendimas – ne galingesnis siurblys, o mažesnis debitas arba siurblio nuleidimas giliau.