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[专业知识] 离心泵的汽蚀机理、危害、形成条件及防范措施

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发表于 2012-10-25 09:51:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
(1)汽蚀机理及其危害
液体在泵叶轮中流动时,由于叶片的形状和液流在其中突然改变方向等流动特点,决定了液道中液流的压力分布。在叶片入口附近的非工作面上存在着某些局部低压区,当处于低压区的液流压力降低到对应液体温度的饱和蒸汽压时,液体便开始汽化而形成气泡。气泡随液流在流道中流动到压力较高之处时又瞬时溃灭。在气泡溃灭的瞬间,气泡周围的液体迅速冲入气泡溃灭形成的空穴,并伴有局部的高温、高压水击现象,这就是产生汽蚀的机理。
水击是汽蚀现象的特征。由于水击作反复敲击,致使金属表面受到疲劳破坏。而且,在连续的压力波作用下,液体能渗入和流出金属的孔隙,使金属质点脱离母体而被液体带走,金属表面出现一个个空穴,产生严重的点蚀。泵的零件在这样大的周期性作用力的作用下,将引起泵的振动。所以汽蚀对泵的危害很大,主要表现在下述几个方面:
1)泵的性能突然下降。泵发生汽蚀时,叶轮与液体之间的能量传递受到干扰,流道不但受到气泡的堵塞,而且流动损失增大,严重时,泵中液流中断,泵不能工作。
2)泵产生振动和噪音。
3)泵的过流部件表面受到机械性质的破坏以外,如果液体汽化时放出的气体有腐蚀作用,还会产生一定的化学性质的破坏(但前者的破坏是主要的)。严重时,叶轮的表面(尤其在叶片入口附近)呈蜂窝状或海绵状。
(2)形成汽蚀的条件
泵发生汽蚀是由于液道入口附近某些局部低压区处的压力降低到液体饱和蒸汽压,导致部分液体汽化所致。所以,凡能使局部压力降低到液体汽化压力的因素都可能是诱发汽蚀的原因。产生汽蚀的条件应从吸入装置的特性,泵本身的结构以及所输送的液体性质三方面加以考虑。
(3)防止汽蚀的措施
通常,防止泵产生汽蚀的措施有以下几种:
1)结构措施:采用双吸叶轮,以减小经过叶轮的流速,从而减小泵的汽蚀余量;在大型高扬程泵前装设增压前置泵,以提高进液压力;叶轮特殊设计,以改善叶片入口处的液流状况;在离心叶轮前面增设诱导轮,以提高进入叶轮的液流压力。
2)泵的安装高度,泵的安装高度越高,泵的入口压力越低,降低泵的安装高度可以提高泵的入口压力。因此,合理的确定泵的安装高度可以避免泵产生汽蚀。
3)吸液管路的阻力,在吸液管路中设置的弯头、阀门等管件越多,管路阻力越大,泵的入口压力越低。因此,尽量减少一些不必要的管件或尽可能的增大吸液管直径,减少管路阻力,可以防止泵产生汽蚀。
4)泵的几何尺寸,由于液体在泵入口处具有的动能和静压能可以相互转换,其值保持不变。入口液体流速高时,压力低,流速低时,压力高,因此,增大泵入口的通流面积,降低叶轮的入口速度.可以防止泵产生汽蚀。
5)液体的密度。输送密度越大的液体时泵的吸上高度就越小,当用已安装好的输送密度较小液体的泵改送密度较大的液体时,泵就可能产生汽蚀,但用输送密度较大液体的泵改送密度较小的液体时,泵的入口压力较高,不会产生汽蚀。
6)输送液体的温度。温度升高时液体的饱和蒸气压升高。在泵的入口压力不变的情况下,输送液体的温度升高时,液体的饱和蒸气压可能升高至等于或高于泵的入口压力,泵就会产生汽蚀。
7)吸液池液面压力。吸液池液面压力较高时,泵的入口压力也随之升高,反之,泵的入口压力则较低,泵就容易产生汽蚀。
8)输送液体的易挥发性在相同的温度下较易挥发的液体其饱和蒸汽压较高,因此,输送易挥发液体时的泵容易产生汽蚀。
9)其他措施:采用耐汽蚀破坏的材料制造泵的过流部分元件;降低泵的转速。

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