汽蝕的成因及危害

1、汽蝕的成因及危害液體在一定溫度下，降低壓力，當(dāng)壓力達(dá)到該溫度下的汽化壓力 時(shí)，液體便產(chǎn)生汽泡而汽化。這種產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象稱為汽蝕。汽蝕時(shí) 產(chǎn)生的氣泡，流動(dòng)到高壓處時(shí)，其體積減小以致破滅。這種由于壓力 上升氣泡消失在液體中的現(xiàn)象稱為汽蝕潰滅。泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中，在其過流部分的局部區(qū)域，通常是葉輪葉片進(jìn)口稍 后的區(qū)域，因?yàn)槟撤N原因，抽送液體的絕對(duì)壓力降低到當(dāng)時(shí)溫度下的 液體汽化壓力，液體便在該處開始汽化，產(chǎn)生大量蒸汽，形成氣泡。 當(dāng)含有大量氣泡的液體向前流動(dòng)， 經(jīng)葉輪內(nèi)的高壓區(qū)時(shí)，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(jié)破裂的同時(shí)，液 體質(zhì)點(diǎn)以很高的速度填充空穴，在這個(gè)及其短暫的瞬間，液

2、滴質(zhì)點(diǎn)將 產(chǎn)生很強(qiáng)烈的水擊作用，并以很高的沖擊頻率打擊金屬表面， 沖擊應(yīng) 力可達(dá)幾百至幾千個(gè)大氣壓，沖擊頻率可達(dá)每秒數(shù)萬次，嚴(yán)重時(shí)會(huì)將 壁板擊穿。在水泵中產(chǎn)生氣泡和氣泡破裂，過流部件遭受到損壞乃至破壞的 過程稱之為水泵的汽蝕過程。 水泵產(chǎn)生汽蝕后除了對(duì)過流部件會(huì)產(chǎn)生 破壞作用以外，還會(huì)產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，同時(shí)導(dǎo)致泵的性能下降，嚴(yán)重 時(shí)會(huì)使泵中液體中斷，不能正常工作。降低汽蝕現(xiàn)象的措施一、 增大裝置的汽蝕余量準(zhǔn)確計(jì)算離心泵的安裝高度選擇合適的安裝位置增大泵前貯液 罐中液面的壓力，降低被輸送液體的溫度以降低，的值減小吸入管路 的阻力增加吸入管直徑縮短吸入長度減少彎管閥門選用吸入良好的 喇叭管， 將調(diào)節(jié)

3、閥安裝在排出管線上 在滿足生產(chǎn)需要的前提下降低 葉輪的轉(zhuǎn)速，可適當(dāng)降低離心泵工作時(shí)的流量，也可起到增大裝置汽 蝕余量的目的。將吸上裝置改為倒灌裝置。二、1）提高泵本身的抗汽蝕性能改進(jìn)泵本身結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)形式使泵具有盡，可能小的允許汽蝕余 量，改進(jìn)泵的入口至葉輪附近的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)增大，過流面積，增大葉 輪蓋板進(jìn)口段的曲率半徑減小液流急劇加速與降壓適當(dāng)減少葉片進(jìn) 口的厚度， 并將葉片修圓，使其接近流線型。也可以減少繞流葉片頭 部的加速與降壓提高液流和葉片進(jìn)口部分表面光潔度，以減少阻力損失，將葉片進(jìn)口邊向葉輪進(jìn)口延伸，使液流提前作功提高壓力。2）米用雙吸葉輪雙吸葉輪相當(dāng)于兩個(gè)葉輪背靠背地并聯(lián)工作，采用雙吸葉

4、輪的泵 的允許汽蝕余量相當(dāng)于單吸葉輪泵的允許汽蝕余量的0.63倍，這樣 大大提，高了葉輪的抗汽蝕性能。3）采用誘導(dǎo)葉輪在葉輪前加裝誘導(dǎo)輪，使液流在前置誘導(dǎo)輪，中接受誘導(dǎo)葉片作 功以提局液流的壓力4）提周制造質(zhì)量提局過流部件的加工精度以提局泵抗汽蝕能力， 并保證同類部件 間的互換。5）采用適當(dāng)?shù)娜~片進(jìn)口正沖角該方法可增大葉片進(jìn)口安放角，減小葉片進(jìn)口處的彎曲、減少葉 片堵塞增大葉片進(jìn)口面積。沖角是葉輪入口處的葉片安放角， 比相對(duì) 速度液流角增大了一個(gè)角度，一般沖角取3度到5度。實(shí)驗(yàn)表明， 適當(dāng)加大沖角可以延緩泵在大流量工況工作時(shí)的抗汽蝕性能，但如果正沖角超過20度，將引起效率下降，如果取負(fù)沖角，則

5、泵的抗汽蝕 性能明顯惡化。6）選用抗汽蝕性能較強(qiáng)的材料用抗汽蝕性能強(qiáng)的材料制造葉輪，材料的強(qiáng)度硬度韌性越高，抗 汽蝕性能越強(qiáng)，如采用鑄錠青銅不銹鋼及合金鋼等材料鑄造葉輪。另 外，對(duì)過流部件表面進(jìn)行精加工，提高其光潔度，也可減輕汽蝕的危8）通過更換塔底泵和降低入口流體溫度查找現(xiàn)場(chǎng)各種參數(shù)結(jié)合工藝模擬軟件和汽蝕余量計(jì)算軟件計(jì)算， 可判斷離心泵的運(yùn)轉(zhuǎn)特性與產(chǎn)生汽蝕的原因， 可知當(dāng)泵實(shí)際流量超過 額定流量臨界工作點(diǎn)時(shí)泵進(jìn)入汽蝕區(qū)產(chǎn)生氣蝕， 現(xiàn)場(chǎng)通過更換塔底泵 和降低入口流體溫度的措施來避免汽蝕現(xiàn)象施錦華等三、采用新技術(shù)提高汽蝕防護(hù)能力1）化學(xué)涂層用環(huán)氧樹脂復(fù)合尼龍聚氨酯等其他高分子聚合物材料，覆蓋在過

6、 流部件表面形成保護(hù)膜層，以提高泵的抗汽蝕能力2）表面化學(xué)熱處理利用化學(xué)熱處理的方法，直接對(duì)過流部件進(jìn)行強(qiáng)化處理增加表面 硬度焊。3）層與補(bǔ)焊，在可能遭受汽蝕部件的表面，利用焊槍與基體間 所形成的高溫電弧使焊條融化，形成一種與焊條成分相同的金屬表面 保護(hù)層，稱為焊層。若應(yīng)用于修復(fù)汽蝕后的位置，則稱為補(bǔ)焊四、利用計(jì)算機(jī)技術(shù)提高離心泵葉輪抗汽蝕性能隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件數(shù)值求解離心泵內(nèi) 部流場(chǎng)，已成為流體機(jī)械設(shè)計(jì)的重要工具，分析計(jì)算結(jié)果可靠精準(zhǔn)，對(duì)大規(guī)模復(fù)雜流動(dòng)計(jì)算能力強(qiáng)， 而離心泵葉輪內(nèi)部流動(dòng)情況十分復(fù)雜 采用常規(guī)的試驗(yàn)方法來提高其汽蝕性能， 具有設(shè)計(jì)周期長費(fèi)用高等弊 端，成為

7、高抗汽蝕性能離心泵發(fā)展的嚴(yán)重障礙。 利用對(duì)離心泵內(nèi)部流 場(chǎng)進(jìn)行三維粘性數(shù)值模擬，可以分析離心泵葉輪內(nèi)部流場(chǎng)分布規(guī)律，同時(shí)，將所得數(shù)據(jù)與汽蝕試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較， 找出汽蝕與葉輪幾何形 狀的關(guān)系，建立一個(gè)能夠在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)用的模型， 這一模型的建立 將能夠有效地改善葉輪的汽蝕性能，也能取代繁重的模型實(shí)驗(yàn)?zāi)M工 作同，時(shí)也可以縮短高抗汽蝕性能葉輪的設(shè)計(jì)時(shí)間提高經(jīng)濟(jì)效益，五、采用影射裝置提高抗汽蝕性能影射裝置就是從泵的出口，引回一部分高能液流回到泵的入口， 將這部分高能液流的能量轉(zhuǎn)化為入口液流的壓能， 以滿足泵入口壓力 的要求，相當(dāng)于提高了泵的裝置汽蝕余量。六、減小離心泵環(huán)形入口殼體出口直徑能夠提高抗汽

8、蝕性能減小環(huán)形入口殼體出口面積，能夠有助于提高誘導(dǎo)輪的汽蝕性能，同時(shí)將環(huán)形入口殼體與誘導(dǎo)輪之間保持一定的距離， 既可以減小液體 流出環(huán)形入口殼體后的不均勻性，也能夠緩解動(dòng)靜葉片之間的干涉，根據(jù)如上分析結(jié)果可對(duì)環(huán)形入口殼體出口直徑進(jìn)行改進(jìn)，可提高汽蝕性能，也可增加離心泵工作的可靠性。參考文獻(xiàn)1、 離心泵汽蝕現(xiàn)象及降低措施肖榮暢六盤水師范學(xué)院學(xué)報(bào)2012.6.152、 離心水泵氣蝕問題與解決辦法徐曉昂 益陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 學(xué)報(bào)2007.09.203、 潛水污水泵_汽蝕_的原因和防治_尹錦宏華章2011.7.204、 淺談水泵的汽蝕現(xiàn)豪及防治措施湯立宏裝備制造2009.4.1_15、 水泵空化與空蝕分析研究 林斌 中國電力教育2010.06.206、 水泵汽蝕及其防止措施王宏彭城職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)2004.1