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离心泵的汽蚀现象与成因

发布日期:2009-07-14
离心泵在运转过程中很容易遭受汽蚀,下面分析一下汽蚀产生的原因和后果。

汽蚀发生的原因

离心泵在运转时,流体的压力从泵入口到叶轮入口而下降,在叶片附近,液体压力zui低。此后,由于叶轮对液体做功,压力很快上升。当叶轮叶片入口附近压力小于等于液体输送温度下的饱和蒸汽压力时,液体就汽化。同时,还可能有溶解在液体内的气体溢出,它们形成许多汽泡。当汽泡随液体流到叶道内压力较高处时,外面的液体压力高于汽泡内的汽化压力,则汽泡会凝结溃灭形成空穴。瞬间内周围的液体以极高的速度向空穴冲来,造成液体互相撞击,使局部的压力骤然剧增(有的可达数百个大气压)。这不仅阻碍流体的正常流动,更为严重的是,如果这些汽泡在叶轮壁面附近溃灭,则液体就像无数小弹头一样,连续地打击金属表面,其撞击频率很高(有的可达2000~3000Hz),金属表面会因冲击疲劳而剥裂。若汽泡内夹杂某些活性气体(如氧气等),他们借助汽泡凝结时放出的能量(局部温度可达200~300℃),还会形成热电偶并产生电解,对金属起电化学腐蚀作用,更加速了金属剥蚀的破坏速度。上述这种液体汽化、凝结、冲击,形成高压、高温、高频率的冲击载荷,造成金属材料的机械剥裂与电化学腐蚀破坏的综合现象称为汽蚀。

离心泵产生汽蚀的原因

1、水池液位过低,有气体被吸入
2、流速和吸入管路上的阻力太大;
3、泵的安装高度过高;
4、被输送的介质温度过高;
5、吸入管道、压兰(指不带液封的)密封不好,有空气进入。

汽蚀的严重后果

汽蚀是水力机械的特有现象,它会带来很多严重的后果。
① 汽蚀使泵的性能下降  
汽蚀使叶轮和流体之间的能量转换遭到严重的干扰,使泵的性能下降,严重时会使液流中断无法工作。
②汽蚀使泵产生噪音和振动
气泡溃灭时,液体互相撞击并撞击壁面,会产生各种频率的噪音。严重时可以听到泵内有“噼啪”的爆炸声,同时引起机组的振动。而机组的振动又进一步足使更多的汽泡产生和溃灭,如此互相激励,导致强烈的汽蚀共振,致使机组不得不停机,否则会遭到破坏。
③汽蚀使过流部件被剥蚀破坏  
通常离心泵受汽蚀破坏的部位,先在叶片入口附近,继而延至叶轮出口。起初是金属表面出现麻点,继而表面呈现槽沟状、蜂窝状、鱼鳞状的裂痕,严重时造成叶片或叶轮前后盖板穿孔,甚至叶轮破裂,造成严重事故。因而汽蚀严重影响到泵的安全运行和使用寿命。
④汽蚀也是水力机械向高流速发展的巨大障碍,应为流体流速愈高,会使压力变得愈低,更易汽化发生汽蚀。