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La roue joue un rôle central dans le fonctionnement des pompes à débit axiales. Pour minimiser le risque de cavitation, la conception de la roue est méticuleusement conçue pour contrôler l'écoulement des fluides et la distribution de pression. Pompes à débit axiales présentent généralement des lames balayées arrière qui aident à maintenir un flux régulier de fluide, ce qui réduit la survenue de zones à basse pression aux bords les plus importants des lames. Les angles de lame sont également soigneusement calculés pour garantir des transitions de flux lisse, minimisant la turbulence et le potentiel de bulles de cavitation pour se former. Le choix des matériaux pour la roue, tels que les alliages résistants à la corrosion ou les matériaux composites, garantit que la roue peut résister aux forces générées par la cavitation sans souffrir d'usure ou de dommages.
NPSH est un facteur critique pour prévenir la cavitation. Il représente la différence entre la pression du côté aspiration de la pompe et la pression de vapeur du fluide pompé. Si la pression du côté aspiration de la pompe baisse trop faible (c'est-à-dire sous la pression de vapeur du fluide), une cavitation se produira. Pour atténuer cela, les systèmes de pompe à débit axiale sont conçus avec des exigences NPSH spécifiques pour s'assurer qu'il y a toujours suffisamment de pression à l'entrée pour éviter la cavitation. Les ingénieurs du système évaluent soigneusement le NPSH disponible à l'aspiration de la pompe et sélectionnez les pompes en conséquence pour éviter la cavitation. L'optimisation des composants du système tels que la tuyauterie d'aspiration et les vannes peut aider à maintenir la marge NPSH nécessaire pour un fonctionnement efficace de la pompe.
La conception du côté aspiration est cruciale pour contrôler l'entrée du fluide dans la pompe. Une entrée lisse et rationalisée est essentielle pour empêcher la turbulence, ce qui pourrait réduire la pression et favoriser la cavitation. Les diffuseurs d'aspiration ou les aubes de guidage sont couramment utilisés pour garantir que le fluide s'écoule en douceur dans la pompe, réduisant la turbulence potentielle et maintenant la pression nécessaire pour éviter la cavitation. Le positionnement de l'entrée d'aspiration est également critique; Il doit être placé à un endroit où l'écoulement est uniforme et stable, sans aucune obstruction ou perturbation qui pourrait provoquer des chutes de pression localisées. L'angle d'approche et la distance de l'apport de la pompe sont également conçus pour optimiser le modèle d'écoulement et empêcher la cavitation de se produire.
Dans les pompes à débit axiales, le fluide est dirigé parallèle à l'arbre de la pompe, ce qui signifie que le maintien de la bonne vitesse d'écoulement est essentiel. Des vitesses excessives à l'entrée peuvent entraîner une baisse rapide de pression, augmentant la probabilité de cavitation. Les ingénieurs s'assurent que les vitesses d'aspiration sont maintenues dans des limites optimales en utilisant des tuyaux d'entrée de plus grand diamètre, des virages lisses et des sections effilées pour réduire les troubles du débit. En sélectionnant soigneusement la taille appropriée du tuyau et en minimisant la résistance dans les lignes d'aspiration, le système peut maintenir un débit stable et à faible vitesse qui empêche la pression de tomber au point de vaporisation. Ceci, à son tour, minimise le risque de cavitation et améliore les performances de la pompe.
Les soupapes de décharge de pression ou les entraînements de fréquences variables (VFD) sont utilisés pour maintenir une pression cohérente tout au long du fonctionnement de la pompe. Les VFD permettent le réglage de la vitesse de la pompe en fonction des conditions du système, permettant à la pompe de maintenir un débit et une pression optimaux même si la demande fluctue. En empêchant de grandes oscillations de pression, ces dispositifs aident à éviter les cas où la pression du fluide pourrait tomber sous la pression de vapeur, empêchant la cavitation. Les outils de surveillance de la pression dans le système de pompe aident les opérateurs à identifier et à résoudre les anomalies en temps réel, permettant des actions correctives immédiates si le risque de cavitation devient une préoccupation.
Les dommages induits par la cavitation se manifestent souvent sous forme de vibrations et de bruit, ce qui peut non seulement endommager la pompe, mais aussi réduire l'efficacité du système. De nombreuses pompes à débit axiales sont équipées de systèmes de surveillance des vibrations pour détecter les oscillations inhabituelles causées par la cavitation. Ces systèmes peuvent déclencher des alarmes ou déclencher des actions correctives, telles que l'ajustement de la vitesse de la pompe ou des vannes d'ouverture de pression de pression. Les amortisseurs de vibrations et les amortisseurs sont intégrés dans la conception de la pompe pour réduire la transmission des vibrations induites par la cavitation à d'autres composants, telles que les roulements et les arbres. Ces mesures aident à garantir la longévité et le fonctionnement en douceur de la pompe en atténuant les effets néfastes des contraintes induites par la cavitation.
