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離心泵汽蝕形成的原因及危害

2014
09-11

21:47:49

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來源:上海鄂泉泵業(yè)有限公司
  汽蝕就是當(dāng)離心泵的實(shí)際的入口吸程大于設(shè)定的吸程的時(shí)候,部分水因?yàn)槭艿降蛪鹤饔脮?huì)出現(xiàn)氣化現(xiàn)象。當(dāng)水到高壓的時(shí)候,混在液體中的部分氣體,迅速液化,產(chǎn)生空間,水會(huì)高速打到旋轉(zhuǎn)的葉輪上,葉輪就會(huì)出現(xiàn)破損,這就是汽蝕。如果可以降低離心泵的安裝高度,能有效避免汽蝕。
  
   
  1、離心泵內(nèi)汽蝕的過程
  
  離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),流道里液體的速度和壓力都是變化的,當(dāng)流道中局部區(qū)域(通常是葉輪進(jìn)口邊稍后的某處)液體的壓力降低到當(dāng)時(shí)溫度下的汽化壓力時(shí),液體便在該處發(fā)生汽化,形成許多汽泡。汽泡隨液體向前流動(dòng)至壓力大于汽化壓力的區(qū)域時(shí),汽泡內(nèi)外產(chǎn)生壓差,汽泡急劇地縮小以至凝結(jié),凝結(jié)過程中,液體質(zhì)點(diǎn)高速填充空穴,液體質(zhì)點(diǎn)就像無數(shù)小彈頭一樣,連續(xù)打擊在金屬表面上,在壓力很高(局部壓力高達(dá)50MPa),頻率很高的連續(xù)打擊下,金屬表面逐漸因疲勞而破壞。另外,在所產(chǎn)生的汽泡中還夾雜一些活潑的氣體(氧),借助汽泡凝結(jié)時(shí)所放出的熱量(局部溫度高達(dá)200~300℃)對(duì)金屬起化學(xué)腐蝕作用。在這種機(jī)械剝蝕和化學(xué)腐蝕的共同作用下,使離心泵過流部件受到破壞的過程就是汽蝕過程。
  
  2、離心泵產(chǎn)生汽蝕的危害
  
  (1)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲
  
  離心泵汽蝕時(shí),汽泡在高壓區(qū)內(nèi)連續(xù)不斷發(fā)生突然潰滅,并伴隨著強(qiáng)烈的水擊,這時(shí)會(huì)產(chǎn)生頻率為600~25000Hz的噪音,泵內(nèi)可聽到劈劈、啪啪的爆炸聲,同時(shí)機(jī)組產(chǎn)生振動(dòng),機(jī)組的振動(dòng)又將促使更多的空泡發(fā)生潰滅,兩者相互激勵(lì),當(dāng)頻率接近于裝置的固有頻率時(shí),機(jī)組將發(fā)生強(qiáng)烈的共振,稱為汽蝕共振,這時(shí),機(jī)組不應(yīng)工作。
  
  (2)過流部件的汽蝕破壞
  
  離心泵長(zhǎng)時(shí)間在汽蝕條件下工作時(shí),在連續(xù)強(qiáng)烈的高頻(600~25000Hz)沖擊下(壓力達(dá)50MPa),金屬表面出現(xiàn)麻點(diǎn),嚴(yán)重時(shí)金屬晶粒松動(dòng)并脫落,呈現(xiàn)出蜂窩狀、海綿狀、溝槽狀、魚鱗狀甚至穿孔、斷裂。
  
  實(shí)踐證明,汽蝕破壞的部位,正是汽泡消失之處,所以常常在葉輪出口和壓水室進(jìn)口部位發(fā)現(xiàn)破壞痕跡。軸流泵和斜流泵,通常在葉片背面和外周出現(xiàn)破壞(葉片與葉輪室接觸的地方,即間隙汽蝕)。
  
  (3)性能下降
  
  離心泵剛發(fā)生汽蝕時(shí),對(duì)泵性能影響不大,待汽蝕發(fā)展到一定程度,由于葉輪和液體的能量交換受到干擾和破壞,大量的汽泡堵塞流道,泵的流量、揚(yáng)程、效率、軸功率曲線就會(huì)顯著下降。低比轉(zhuǎn)數(shù)泵的特性急速下降;高比轉(zhuǎn)數(shù)泵的特性下降較為緩慢,只是到了某一個(gè)流量后,性能才急劇下降;軸流泵無顯著下降階段,多級(jí)泵汽蝕只限于*級(jí),因而性能下降較單級(jí)泵為小
  
  減少離心泵汽蝕的措施:
  
  1、提高離心泵本身的抗汽蝕性能
  
  (1)增大葉輪進(jìn)口直徑
  
  (2)增大葉輪葉片進(jìn)口寬度
  
  (3)增大葉輪蓋板進(jìn)口部分曲率半徑
  
  (4)葉片進(jìn)口邊適當(dāng)向吸入方向延伸
  
  (5)增大葉片進(jìn)口角
  
  (6)盡量使葉片進(jìn)口厚度薄
  
  (7)增加葉片的光潔度
  
  2、防止發(fā)生汽蝕的措施
  
  (1)減少幾何吸上高度Hg(或增加幾何倒灌高度)。
  
  (2)減少吸入損失hc(可增大管徑、減少管路長(zhǎng)度、彎頭等)。
  
  (3)選泵時(shí),注意泵zui大流量的汽蝕余量,應(yīng)使裝置的汽蝕余量大于泵的汽蝕余量。
  
  (4)在同樣的轉(zhuǎn)速和流量下,采用雙吸泵(減小進(jìn)口流速)。
  
  (5)泵汽蝕時(shí),把流量調(diào)小或降速運(yùn)行。
  
  (6)離心泵吸水池對(duì)泵汽蝕有重要影響。
  
  (7)對(duì)于在苛刻條件下運(yùn)行,為避免汽蝕破壞,離心泵可使用抗汽蝕材料。
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