水泵的汽蝕現(xiàn)象及其防治措施_1

1、水泵的汽蝕現(xiàn)象及其防治措施 1.水泵汽蝕的概念 水泵運(yùn)行過(guò)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(shí)，水就開(kāi)始汽化生成大量的汽泡，汽泡隨水流向前運(yùn)動(dòng)，流入壓力較高的部位時(shí)，迅速凝結(jié)，潰滅。泵內(nèi)水流中汽泡的生成，潰滅過(guò)程涉及許多物理，化學(xué)現(xiàn)象，并產(chǎn)生噪音，振動(dòng)和對(duì)過(guò)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(guò)高，或流量偏離設(shè)計(jì)流量時(shí)，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

2、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(duì)應(yīng)葉片外緣部位引起間隙汽蝕。 3）水流經(jīng)過(guò)泵內(nèi)粗糙凹凸不平的內(nèi)壁面和過(guò)流部件時(shí)。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(shí)，大量的汽泡破壞了水流的正常流動(dòng)規(guī)律，流道內(nèi)過(guò)流面積減小，流動(dòng)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(guò)流部件。當(dāng)汽泡被水流帶到高壓區(qū)迅速凝結(jié)，潰滅時(shí)，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

3、過(guò)流部件附近潰滅，就形成對(duì)過(guò)流部件的打擊，容易引起過(guò)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(huì)發(fā)生裂紋與剝落，形成窩蜂狀孔洞。 振動(dòng)和噪音。在汽泡凝結(jié)潰滅時(shí)，產(chǎn)生壓力瞬時(shí)升高和水流質(zhì)點(diǎn)間的撞擊以及對(duì)泵殼和葉輪的打架，使水泵產(chǎn)生噪音和振動(dòng)現(xiàn)象。當(dāng)汽蝕振動(dòng)頻率與水泵自振頻率接近時(shí)，會(huì)引起共振，從而導(dǎo)致整個(gè)機(jī)組甚至整個(gè)泵房振動(dòng)。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(gè)水頭富余

4、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(duì)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(shí)，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(méi)深度），吸水管的水頭損失和水溫有關(guān)。 2）必需汽蝕余量 對(duì)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(duì)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(duì)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(wú)沖擊入流時(shí)， =0.30.4 在非設(shè)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