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离心泵汽蚀现象以及预防措施

时间:2021-08-19 14:20:27 来源:三昌泵业 点击:0

     离心泵汽蚀现象以及预防措施

       离心泵汽蚀产生的过程:

       1、当泵的流量大于设计流量时,液体撞击叶片背面,最低压力部位在叶片进口靠近前盖板的叶片正面上,如图K1处。

       2、当泵的流量小于设计流量时,液体在进口撞击叶片正面,最低压力在叶片进口处靠近前盖板的叶片背面上,如图K2处。

离心泵中的压力最低部位
离心泵中的压力最低部位

汽蚀产生动画演示

<汽蚀产生动画演示

       气体产生:如液体压力降低到汽化压力或更低时,液体会汽化产生汽泡,还有原来溶于液体现因压力降低而逸出的气体。

       气泡破灭:流到高压区,迅速凝结,气体重新溶人液体造成局部真空,四周液体质点以极大速度冲来,互相撞击,产生局部高达几十MPa的压力,引起噪音和振动。

       产生过程:低压区&rarr;产生气泡&rarr;高压区&rarr;气泡破裂&rarr;产生局部真空&rarr;水力冲击&rarr;发生振动、噪音,部件产生麻点、蜂窝状的破坏现象。

     汽蚀对离心水泵的危害

       1、使过流部件被剥落破坏

       汽泡破灭区的金属受高频高压液击而发生疲劳破坏,氧气借助汽泡凝结时的放热,对金属有化学腐蚀作用。在上述双重作用下,叶轮外缘的叶片及盖板、蜗壳或导轮等处会产生麻点和蜂窝状的破坏。

       通常受汽蚀破坏的部位多在叶轮出口附近和排液室进口附近,汽蚀初期,表现为金属表面出现麻点,继而表面呈现沟槽状、蜂窝状、鱼鳞状;严重时可造成叶片穿孔甚至叶轮破裂、酿成严重事故,严重影响了泵的使用寿命。

被汽蚀破坏以后的叶轮
被汽蚀破坏以后的叶轮

       2、使泵的性能下降

       汽蚀使叶轮和液体之间的能量传递受到严重干扰。大量汽泡的存在堵塞了流道,破坏了泵内液体的连续流动,使泵的流量、扬程和效率都明显下降,严重时出现断裂工况。

Ns=70单级离心泵发生汽蚀后曲线变化
Ns=70单级离心泵发生汽蚀后曲线变化

       3、使泵产生振动和噪音

       汽泡破灭时,液体互相撞击,同时也在撞击金属表面,这样就会产生各种频率的噪音,严重时可听见泵内&ldquo;劈啪&rdquo;的声音。同时引起机组振动,而机组振动频率与撞击频率成整数倍,则产生更强烈的汽蚀共振,致使机组被迫停车。

       汽蚀不仅对水力机械的正常运转威胁很大,而且也是水力机械向高速发展的重要障碍。因为当流体流速越高时,就越容易造成某一局部压力越低,更易于液体汽化造成汽蚀。

       汽蚀余量&Delta;h:是指泵的入口处的液体具有的压头与液体汽化时的压头(饱和蒸汽压头pv /&rho;g)之差。又称NPSH静正吸上水头。

       有效汽蚀余量&Delta;ha :工作时实际具有的汽蚀余量。

       必需汽蚀余量&Delta;hr :避免汽蚀所必需的汽蚀余量。

       必需汽蚀余量&Delta;hr很难用理论准确求得,均用试验确定。等于试验中的临界汽蚀余量&Delta;hc+0.3m。且取决于泵的结构型式和流量。必需汽蚀余量&Delta;hr和允许吸上真空高度Hs均由试验得出,均来表示泵的吸入性能好坏。

当有效汽蚀Δha降到低于必需汽蚀余量Δhr时,产生噪音、振动、压头明显降低,称不稳定汽蚀区

       当有效汽蚀&Delta;ha降到低于必需汽蚀余量&Delta;hr时,产生噪音、振动、压头明显降低,称不稳定汽蚀区。

       当有效汽蚀&Delta;ha进一步降低,噪音和振动并不强烈,压头和流量脉动消失,特性曲线呈一条下垂线,称&ldquo;断裂工况&rdquo;,也称&ldquo;稳定汽蚀&rdquo;。

不同的吸高Zs(Zs3 >Zs3 > Zs3),吸高Zs越大,有效汽蚀余量Δha越小,断裂工况向小流量的方向移动,不发生汽蚀的流量范围越小

不同的吸高Zs(Zs3 >Zs3 > Zs3),吸高Zs越大,有效汽蚀余量&Delta;ha越小,断裂工况向小流量的方向移动,不发生汽蚀的流量范围越小。

       应对离心水泵的汽蚀措施

       1、避免发生汽蚀的措施

       1)降低液体温度(使液体饱和压力降低);

       2)减小吸上高度或变净正吸入为灌注吸入(使吸口压力增大);

       3)降低吸入管阻力(采用粗而光滑的吸管,减少管路附件等);

       4)关小排出阀或降低泵转速(降低流量)。

       2、提高泵抗蚀性能的措施

       1)改进叶轮入口处形状(加大进口直径、加大叶片进口边的宽度、增大叶轮前盖板转弯处的曲率半径、采用扭曲叶片、加设诱导轮);

       2)采用抗蚀材料(铝铁青铜、2Gr13、稀土合金铸铁、高镍铬合金);

       3)叶轮表面光滑,叶片流道圆滑。


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