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阀门技术

离心泵汽蚀形成的原因及危害

汽蚀就是当离心泵的实际的入口吸程大于设定的吸程的时候,部分水因为受到低压作用会出现气化现象。当水到高压的时候,混在液体中的部分气体,迅速液化,产生空间,水会高速打到旋转的叶轮上,叶轮就会出现破损,这就是汽蚀。如果可以降低离心泵的安装高度,能有效避免汽蚀。
  
  1、离心泵内汽蚀的过程
  
  离心泵运转时,流道里液体的速度和压力都是变化的,当流道中局部区域(通常是叶轮进口边稍后的某处)液体的绝对压力降低到当时温度下的汽化压力时,液体便在该处发生汽化,形成许多汽泡。汽泡随液体向前流动至压力大于汽化压力的区域时,汽泡内外产生压差,汽泡急剧地缩小以至凝结,凝结过程中,液体质点高速填充空穴,液体质点就像无数小弹头一样,连续打击在金属表面上,在压力很高(局部压力高达50MPa),频率很高的连续打击下,金属表面逐渐因疲劳而破坏。另外,在所产生的汽泡中还夹杂一些活泼的气体(氧),借助汽泡凝结时所放出的热量(局部温度高达200~300℃)对金属起化学腐蚀作用。在这种机械剥蚀和化学腐蚀的共同作用下,使离心泵过流部件受到破坏的过程就是汽蚀过程。
  
  2、离心泵产生汽蚀的危害
  
  (1)产生振动和噪声
  
  离心泵汽蚀时,汽泡在高压区内连续不断发生突然溃灭,并伴随着强烈的水击,这时会产生频率为600~25000Hz的噪音,泵内可听到劈劈、啪啪的爆炸声,同时机组产生振动,机组的振动又将促使更多的空泡发生溃灭,两者相互激励,当频率接近于装置的固有频率时,机组将发生强烈的共振,称为汽蚀共振,这时,机组不应工作。
  
  (2)过流部件的汽蚀破坏
  
  离心泵长时间在汽蚀条件下工作时,在连续强烈的高频(600~25000Hz)冲击下(压力达50MPa),金属表面出现麻点,严重时金属晶粒松动并脱落,呈现出蜂窝状、海绵状、沟槽状、鱼鳞状甚至穿孔、断裂。
  
  实践证明,汽蚀破坏的部位,正是汽泡消失之处,所以常常在叶轮出口和压水室进口部位发现破坏痕迹。轴流泵和斜流泵,通常在叶片背面和外周出现破坏(叶片与叶轮室接触的地方,即间隙汽蚀)。
  
  (3)性能下降
  
  离心泵刚发生汽蚀时,对泵性能影响不大,待汽蚀发展到一定程度,由于叶轮和液体的能量交换受到干扰和破坏,大量的汽泡堵塞流道,泵的流量、扬程、效率、轴功率曲线就会显著下降。低比转数泵的特性急速下降;高比转数泵的特性下降较为缓慢,只是到了某一个流量后,性能才急剧下降;轴流泵无显著下降阶段,多级泵汽蚀只限于第一级,因而性能下降较单级泵为小
  
  减少离心泵汽蚀的措施:
  
  1、提高离心泵本身的抗汽蚀性能
  
  (1)增大叶轮进口直径
  
  (2)增大叶轮叶片进口宽度
  
  (3)增大叶轮盖板进口部分曲率半径
  
  (4)叶片进口边适当向吸入方向延伸
  
  (5)增大叶片进口角
  
  (6)尽量使叶片进口厚度薄
  
  (7)增加叶片的光洁度
  
  2、防止发生汽蚀的措施
  
  (1)减少几何吸上高度Hg(或增加几何倒灌高度)。
  
  (2)减少吸入损失hc(可增大管径、减少管路长度、弯头等)。
  
  (3)选泵时,注意泵最大流量的汽蚀余量,应使装置的汽蚀余量大于泵的汽蚀余量。
  
  (4)在同样的转速和流量下,采用双吸泵(减小进口流速)。
  
  (5)泵汽蚀时,把流量调小或降速运行。
  
  (6)离心泵吸水池对泵汽蚀有重要影响。
  
  (7)对于在苛刻条件下运行,为避免汽蚀破坏,离心泵可使用抗汽蚀材料。

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标签:离心泵 汽蚀

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