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李经理

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杂质泵气蚀现象的全面分析

文章出处 : www.ikongyaji.com 作者 : Admin 人气: 22 发表时间:

首先我们要了解清楚什么是气蚀,气蚀使水泵产生嗓音,好象在泵送砾石一样。气蚀对泵的破坏作用比其他任何事故都快。进泵的液体要流经叶轮,在这里液体突然转一个角度再进入正在旋转的叶片空间中去。若进口管路的压力不太高,就会形成气泡,但其中并不是空气。这些气泡沿着叶轮到达高压区,在此一段较短的距离中它们很容易受到压缩。高速水流压破气泡,并且水流窜入原来是气泡所占的空间中去,发出噼啪声,好象是石头块撞击泵壳一样。如果许多气泡同时破裂,则发出的噪声就好象泵内搅拌砾石一样了。


破裂的气泡打在金属表面上则产生非常髙的压力冲击波,泵壳内壁金属的晶粒结构会出现疏松而剥落下来。泵壳内表面及叶轮叶片上出现粗粒状表面就是气蚀作用损坏的。光滑的磨损表面多是由冲蚀引起的。气蚀和冲蚀共同作用,泵在极短的时间内就会受到严重磨损。泵壳内壁因受气蚀作用而形成的粗粒状表面,随后再被泥浆中的固体物质冲蚀而趋光滑。应该指出气蚀和气锁唯一的相似处是两者在叶轮处都有气泡。但它们由不同的原因造成,并且产生不同的故降。


一、汽蚀现象产生的原因

    

液体在一定温度下,降低压力至该温度下的汽化压力时,液体便产生汽泡。把这种产生气泡的现象称为汽蚀。汽蚀时产生的气泡,流动到高压处时,其体积减小以致破灭。这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。


杂质泵在运转中,若其过流部分的局部区域(通常是叶轮叶片进口稍后的某处)因为某种原因,抽送液体的绝对压力降低到当时温度下的液体汽化压力时,液体便在该处开始汽化,产生大量蒸汽,形成气泡,当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时,气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。在气泡凝结破裂的同时,液体质点以很高的速度填充空穴,在此瞬间产生很强烈的水击作用,并以很高的冲击频率打击金属表面,冲击应力可达几百至几千个大气压,冲击频率可达每秒几万次,严重时会将壁厚击穿。


在水杂质泵中产生气泡和气泡破裂使过流部件遭受到破坏的过程就是水杂质泵中的汽蚀过程。水杂质泵产生汽蚀后除了对过流部件会产生破坏作用以外,还会产生噪声和振动,并导致杂质泵的性能下降,严重时会使杂质泵中液体中断,不能正常工作。


二、杂质泵汽蚀基本关系式


杂质泵发生汽蚀的条件是由杂质泵本身和吸入装置两方面决定的。因此,研究汽蚀发生的条件,应从杂质泵本身和吸入装置双方来考虑,杂质泵汽蚀的基本关系式为


NPSHc≤NPSHr≤[NPSH]≤NPSHa


NPSHa=NPSHr(NPSHc)——杂质泵开始汽蚀


NPSHaNPSHa>NPSHr(NPSHc)——杂质泵无汽蚀


式中NPSHa——装置汽蚀余量又叫有效汽蚀余量,越大越不易汽蚀;


NPSHr——杂质泵汽蚀余量,又叫必需的汽蚀余量或杂质泵进口动压降,越小抗汽蚀性能越好;


NPSHc——临界汽蚀余量,是指对应杂质泵性能下降一定值的汽蚀余量;


[NPSH]——许用汽蚀余量,是确定杂质泵使用条件用的汽蚀余量,通常取[NPSH]=(1.1~1.5)NPSHc。


三、装置汽蚀余量的计算


NPSHa=Ps/ρg+Vs/2g-Pc/ρg=Pc/ρg±hg-hc-Ps/ρg


四、防止发生汽蚀的措施


欲防止发生汽蚀必须提高NPSHa,使NPSHa>NPSHr可防止发生汽蚀的措施如下:


1.减小几何吸上高度hg(或增加几何倒灌高度);


2.减小吸入损失hc,为此可以设法增加管径,尽量减小管路长度,弯头和附件等;


3.防止长时间在大流量下运行;


4.在同样转速和流量下,采用双吸杂质泵,因减小进口流速、杂质泵不易发生汽蚀;


5.杂质泵发生汽蚀时,应把流量调小或降速运行;


6.杂质泵吸水池的情况对杂质泵汽蚀有重要影响;


7.对于在苛刻条件下运行的杂质泵,为避免汽蚀破坏,可使用耐汽蚀材料。


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