水泵的汽蝕現(xiàn)象及其防治措施_1

1、解決方案示范文本 | Excellent Model Text 資料編碼：CYKJ-FW-647編號：_水泵的汽蝕現(xiàn)象及其防治措施審核：_時間：_單位：_水泵的汽蝕現(xiàn)象及其防治措施用戶指南：該解決方案資料適用于為完成某項(xiàng)目而進(jìn)行的活動或努力工作過程的方案制定，通過完善工作思路，在正常運(yùn)行中起到指導(dǎo)作用，包括確定問題目標(biāo)和影響范圍、分析問題并提出解決方案和建議、成本計(jì)劃和可行性分析、實(shí)施和跟進(jìn)?？赏ㄟ^修改使用，也可以直接沿用本模板進(jìn)行快速編輯。1.水泵汽蝕的概念水泵運(yùn)行過程中，如果泵內(nèi)液體局部位置的壓力降低到水的飽和蒸汽壓力（液化壓力）時，水就開始汽化生成大量的汽泡，汽泡隨水流向前運(yùn)動，流入壓力

2、較高的部位時，迅速凝結(jié)，潰滅。泵內(nèi)水流中汽泡的生成，潰滅過程涉及許多物理，化學(xué)現(xiàn)象，并產(chǎn)生噪音，振動和對過流部件材料的侵蝕作用。這些現(xiàn)象統(tǒng)稱為水泵的汽蝕現(xiàn)象。1.1水泵汽蝕的類型：1）葉面汽蝕：水泵安裝過高，或流量偏離設(shè)計(jì)流量時，產(chǎn)生的汽蝕現(xiàn)象，其汽泡的形成和潰滅基本上發(fā)生在葉片的正面和反面。2）間隙汽蝕：在離心泵密封環(huán)與葉輪外緣的間隙處，由于葉輪進(jìn)出水側(cè)的壓力差很大，導(dǎo)致高速回流，造成局部壓降，引起間隙汽蝕，軸流泵葉片外緣與泵殼之間很小的間隙內(nèi)，在葉片正反面壓力差的作用下，也因間隙中的反向流速大，壓力降低，在泵殼對應(yīng)葉片外緣部位引起間隙汽蝕。3）水流經(jīng)過泵內(nèi)粗糙凹凸不平的內(nèi)壁面和過流部件時。

3、在凸出物下游發(fā)生的汽蝕，稱為粗糙汽蝕。1.2汽蝕的危害：1）使水泵性能惡化。泵內(nèi)發(fā)生汽蝕時，大量的汽泡破壞了水流的正常流動規(guī)律，流道內(nèi)過流面積減小，流動方向改變，從而葉輪和水流之間能量交換的穩(wěn)定性遭到破壞，能源損失增加，從而引起水泵流量，揚(yáng)程和效率的迅速下降，甚至達(dá)到斷流狀態(tài)。2）損壞過流部件。當(dāng)汽泡被水流帶到高壓區(qū)迅速凝結(jié)，潰滅時，汽泡周圍的水流質(zhì)點(diǎn)高速地向汽泡中心集中，產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊。如果汽泡在過流部件附近潰滅，就形成對過流部件的打擊，容易引起過流部件的塑性變形和局部硬化，產(chǎn)生疲勞，性能變脆，很快就會發(fā)生裂紋與剝落，形成窩蜂狀孔洞。振動和噪音。在汽泡凝結(jié)潰滅時，產(chǎn)生壓力瞬時升高和水流質(zhì)點(diǎn)間

4、的撞擊以及對泵殼和葉輪的打架，使水泵產(chǎn)生噪音和振動現(xiàn)象。當(dāng)汽蝕振動頻率與水泵自振頻率接近時，會引起共振，從而導(dǎo)致整個機(jī)組甚至整個泵房振動。在這種情況下，機(jī)組就不應(yīng)該繼續(xù)工作了。2汽蝕余量的概念要使泵內(nèi)不發(fā)生汽蝕，至少應(yīng)使泵內(nèi)水流的最低壓力高于水在該溫度下的汽化壓力。那么，在泵進(jìn)口處的水流除壓力水頭要高于汽化壓力水頭外，水流的總水頭應(yīng)比汽化壓力水頭有多少富余，才能保證泵內(nèi)不發(fā)生汽蝕，這個水頭富余量稱為汽蝕余量，用NPSH或 表示。汽蝕余量的表達(dá)式如下（1）式中：-泵進(jìn)口處水流的絕對壓力-泵進(jìn)口斷面水流的平均流速-所抽水溫度的汽化壓力-水的比重NPSH-汽蝕余量2.1四種汽蝕余量的定義1）有效汽蝕

5、余量有效汽蝕余量是水流從進(jìn)水池經(jīng)吸水管到達(dá)泵進(jìn)口時，單位重量的水所具有的總水頭減去相應(yīng)水溫的汽化壓力水頭后的剩余水頭，是由水泵的安裝條件所確定的汽蝕余量。計(jì)算公式如下：僅與進(jìn)水池水面的大氣壓力，泵的吸水高度（或淹沒深度），吸水管的水頭損失和水溫有關(guān)。2）必需汽蝕余量對于給定的泵，在給定的轉(zhuǎn)速和流量下，保證泵內(nèi)不發(fā)生汽蝕 ，必須具有（即需要的）汽蝕余量，通常由泵制造廠規(guī)定。用 表示。計(jì)算公式如下：式中  -絕對流速變化及水力損失引起的壓頭降低系數(shù)，一般情況下 =1.11.2-相對流速變化及繞流葉片頭部引起的壓降系數(shù)，其值與入流方向關(guān)系密切，在設(shè)計(jì)工況無沖擊入流時， =0.30.4在非設(shè)

6、計(jì)工況 值增大且為變數(shù)。反映了水流進(jìn)入泵后，在未被葉輪增加能量之前，因流速變化和水利損失而導(dǎo)致的壓力能頭降低的程度。影響 的主要因素是泵進(jìn)水室，葉輪進(jìn)口的幾何形狀和流速。而與吸水管，大氣壓力，液體的性質(zhì)等因素?zé)o關(guān)。3）臨界汽蝕余量汽蝕安全量等于零，水開始汽化，泵內(nèi)即開始發(fā)生汽蝕。在這種臨界狀態(tài)下的汽蝕余量稱為臨界汽蝕余量，用 表示。臨界汽蝕余量目前仍采用實(shí)驗(yàn)的方法確定。國標(biāo)規(guī)定在給定的流量下，在葉輪（如多級泵則為第一級葉輪）內(nèi)引起揚(yáng)程或效率下降 （其中k為型式數(shù)）時的（NPSH）值；或者在給定的揚(yáng)程下，引起泵流量或效率下降 時的（NPSH）值為 值。4）允許汽蝕余量允許汽蝕余量是為了保證泵內(nèi)不

7、發(fā)生汽蝕，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為規(guī)定的汽蝕余量，可知泵內(nèi)開始發(fā)生汽蝕的條件是 對一般清水泵留0.3m作為安全余量，即對于大型泵的 常用下式計(jì)算： 2.2水泵汽蝕的基本關(guān)系式： 泵內(nèi)不發(fā)生汽蝕時：泵內(nèi)開始發(fā)生汽蝕時：泵內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重汽蝕時：有效汽蝕余量 越大越不容易汽蝕必需汽蝕余量 越小說明泵內(nèi)的壓降越小，汽蝕安全量越大，越不容易發(fā)生汽蝕，所以泵的吸水性能越好，或者說抗汽蝕性能效果越強(qiáng)。泵在運(yùn)行中不產(chǎn)生汽蝕的條件是：使有效汽蝕余量不小于允許汽蝕余量。即：3. 減輕和防止汽蝕的方法和措施：水泵的汽蝕是由水泵本身的汽蝕性能和抽水裝置的使用條件決定的，水泵運(yùn)行過程中，一定程度的汽蝕

8、總是存在的。所以，提高泵的抗汽蝕性能，設(shè)計(jì)良好的吸水裝置，就成為預(yù)防水泵發(fā)生汽蝕的最重要的措施。3.1提高水泵抗汽蝕性能的措施1）選擇適宜的進(jìn)水部分幾何形狀和參數(shù)。泵進(jìn)口部分的幾何形狀和參數(shù)，直接影響其中水流速度的變化和水力損失。因此，選擇水流漸變過程的進(jìn)水室?guī)缀涡螤詈蛥?shù)，對提高水泵的汽蝕性能，有重要的作用。2）采用雙吸式或降低轉(zhuǎn)速。雙吸泵或低轉(zhuǎn)速泵，雖然不能提高汽蝕比轉(zhuǎn)速C值，但是可以有效的降低泵的汽蝕余量 。因此在泵的設(shè)計(jì)中，當(dāng)采用提高C值的措施仍不能滿足使用要求時，常采用雙吸泵或降低轉(zhuǎn)速的方法解決泵的汽蝕問題。3）加設(shè)誘導(dǎo)輪，制造超汽蝕泵，在離心泵的葉輪前面加設(shè)誘導(dǎo)輪。這樣可以提高葉輪

9、進(jìn)口處的壓力，提高泵的抗汽蝕性能。但誘導(dǎo)輪有使水泵性能不穩(wěn)的缺點(diǎn)，尚須對其進(jìn)行深入的探討和研究。4）選用抗汽蝕性能較強(qiáng)的材料，如鑄錳，青銅，不銹鋼，合金鋼等制造葉輪，或用聚合物涂覆或噴鍍過流部件的表面；精加工過流部件的表面，降低粗糙度，提高光潔度等，均可減輕汽蝕危害。3.2設(shè)計(jì)良好的吸水裝置1）充分考慮到水泵工作中可能遇到的各種工況，合理的確定安裝高程，對防止汽蝕具有重要意義。2）適當(dāng)?shù)募哟笪軓?，盡量減少吸水管的水頭損失，并使泵進(jìn)口的水流平順，斷面流速分布均勻，以提高 ，使。3）設(shè)計(jì)水流條件良好的前池，進(jìn)水池，不僅是可以減少池中的水位降落，而且使進(jìn)入葉輪水流的速度和壓力分布均勻。這一點(diǎn)對大口徑，短吸水管的泵尤為重要。3.3運(yùn)行管理中應(yīng)