如何解決水泵的氣蝕現(xiàn)象.doc

畢 業(yè) 論 文課程名稱 如何解決水泵的氣蝕現(xiàn)象學生姓名 X X X 年 級 X X 專 業(yè) X X X X 指導教師 X X X 如何解決水泵的氣蝕現(xiàn)象摘要：離心泵以其轉速高，體積小，重量輕，效率高，流量大，結構簡單，性能平穩(wěn)，容易操作和維修等優(yōu)點，使其在輸油生產(chǎn)中得到了廣泛的應用，汽蝕現(xiàn)象也是離心泵在輸油生產(chǎn)中常見的故障。 關鍵詞：離心泵；汽蝕；汽蝕余量一、氣蝕現(xiàn)象含義 液體在一定溫度下，降低壓力至該溫度下的汽化壓力時，液體便產(chǎn)生汽泡，把這種產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象稱為汽蝕。 離心泵運轉時，液體壓力沿著泵入口到葉輪入口而下降，在葉片入口附近的液體壓力達到最低，此后由于葉輪對液體做功，液體壓力很快上升。當葉輪葉片入口附近的最低壓力小于液體輸送溫度下的飽和蒸汽壓力時，液體就汽化。同時，使原來溶解在液體內的氣體也逸出，它們形成氣泡。當氣泡隨液體流到葉道內壓力較高處時，外面的液體壓力高于氣泡內的汽化壓力，則氣泡又重新凝結潰滅形成空穴，瞬間內周圍的液體以極高的速度向空穴沖來，造成液體互相撞擊，使局部的壓力驟然增加。這樣，不僅阻礙液體正常流動，尤為嚴重的是，如果這些氣泡在葉輪壁面附近潰滅，則液體就像無數(shù)個小彈頭一樣，連續(xù)地打擊金屬表面。其撞擊頻率很高，于是金屬表面因沖擊疲勞而剝裂。如若氣泡內夾雜某種活性氣體(如氧氣等)，它們借助氣泡凝結時放出的熱量，產(chǎn)生電解，形成電化學腐蝕作用，更加速了金屬剝蝕的破壞速度。像這種液體汽化、凝結、沖擊、形成高壓、高溫、高頻沖擊負荷，造成金屬材料的機械剝裂與電化學腐蝕破壞的綜合現(xiàn)象稱為離心泵的汽蝕現(xiàn)象。二、水泵運行中產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象的原因液體的汽化程度與壓力的大小、溫度高低有關。當液體內部壓力下降，低于液體在該溫度下的飽和蒸汽壓時，便產(chǎn)生汽蝕故障。吸入壓力降低；吸入高度過高；吸入管阻力增大；輸送液體粘度增大；抽吸液體溫度過高等影響液體飽和蒸氣壓增加的現(xiàn)象都會影響汽蝕的發(fā)生，通常的因素有：（1）泵進口的結構參數(shù)，葉輪吸入口的形狀、葉片入口邊寬度及葉片進口邊的位置和前蓋板形狀等。 （2）泵的操作條件，泵的流量、揚程及轉速等。 （3）泵的安裝位置，泵的吸入管路水力損失及安裝高度。 （4）環(huán)境因素，泵安裝地點的大氣壓力以及輸送液體的溫度等。 三、水泵氣蝕現(xiàn)象所產(chǎn)生的危害水泵汽蝕是水泵損壞的重要原因，水泵產(chǎn)生汽蝕后除了對過流部件會產(chǎn)生破壞作用以外，還會產(chǎn)生噪聲和振動，并導致泵的性能下降，嚴重時會使泵中液體中斷，不能正常工作。運行中使水泵抽水的效率降低，顯著減少了水泵的揚程和流量，也減少了水泵的使用壽命。汽蝕時傳遞到葉輪及泵殼的沖擊波，加上液體中微量溶解的氧對金屬化學腐蝕的共同作用，在一定時間后，可使其表面出現(xiàn)斑痕及裂縫，甚至呈海面狀逐步脫落；發(fā)生汽蝕時，還會發(fā)出噪聲，進而使泵體震動；同時由于蒸汽的生成使得液體的表觀密度下降，于是液體實際流量、出口壓力和效率都下降，嚴重時可導致完全不能輸出液體。 通俗的講，泵在運轉中，若其過流部分的局部區(qū)域（通常是葉輪葉片進口稍后的某處）因為某種原因，抽送液體的絕對壓力降低到當時溫度下的液體汽化壓力時，液體便在該處開始汽化，產(chǎn)生大量蒸汽，形成氣泡，當含有大量氣泡的液體向前經(jīng)葉輪內的高壓區(qū)時，氣泡周圍的高壓液體致使氣泡急劇地縮小以至破裂。在氣泡凝結破裂的同時，液體質點以很高的速度填充空穴，在此瞬間產(chǎn)生很強烈的水擊作用，并以很高的沖擊頻率打擊金屬表面，沖擊應力可達幾百至幾千個大氣壓，沖擊頻率可達每秒幾萬次，嚴重時會將壁厚擊穿。 在水泵中產(chǎn)生氣泡和氣泡破裂使過流部件遭受到破壞的過程就是水泵中的汽蝕過程。水泵產(chǎn)生汽蝕后除了對過流部件會產(chǎn)生破壞作用以外，還會產(chǎn)生噪聲和振動，并導致泵的性能下降，嚴重時會使泵中液體中斷，不能正常工作。四、防止水泵氣蝕現(xiàn)象的措施1、提高離心泵本身抗汽蝕性能 可改進泵的吸入口至葉輪附近的結構設計，如增大過流面積和葉輪蓋板進口段的曲率半徑；減小液流急劇加速與降壓，適當減少葉片進口的厚度，并將葉片進口修圓，使其接近流線形；提高葉輪和葉片進口部分表面光潔度以減小阻力損失。 采用前置誘導輪，使液流在前置誘導輪中提前做功，以提高液流壓力。采用雙吸葉輪，讓液流從葉輪兩側同時進入葉輪，則進口截面增加一倍，進口流速可減少一倍。 設計工況采用稍大的正沖角，以增大葉片進口角，減小葉片進口處的彎曲，減小葉片阻塞，以增大進口面積；改善大流量下的工作條件，以減少流動損失，但正沖角不宜過大，否則影響效率。 采用強度和硬度高、韌性和化學穩(wěn)定性好的抗汽蝕材料來制造葉輪，以及提高通流部分表面的光潔度，也是提高泵抗汽蝕性能的有效措施。2、提高進液裝置有效汽蝕余量 提高進液裝置有效汽蝕余量的具體方法有：增加泵前貯液罐中液面的壓力，以提高有效汽蝕余量；減小吸上裝置泵的安裝高度；減小泵前管路上的流動損失，如在輸液要求范圍盡量縮短管路，減小管路中的流速，減少彎管和閥門，盡量加大閥門開度等。 3、優(yōu)化工藝操作條件 在工藝條件允許的情況下，改變泵的流量、揚程、轉速及介質的操作溫度等操作參數(shù)，可以避免汽蝕的發(fā)生。但由于工藝條件的限制，優(yōu)化工藝操作條件具有很大的局限性，大部分情況下效果并不顯著。所以，可將該方法作為解決汽蝕問題的輔助方法。 以上措施可根據(jù)泵的選型、選材以及泵的使用現(xiàn)場等條件，進行