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，汽泡隨水流向前運動，流入壓力較高的部位時，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，或流量偏離設計流量時，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，由于葉輪進出水側(cè)的壓力差很大，導致高速回流，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，在泵殼對應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。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，揚程和效率的迅速下降，甚至達到斷流狀態(tài)。 2）損壞過流部件。當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)點高速地向汽泡中心集中，產(chǎn)生強烈的沖擊。如果汽泡在

3、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)點間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。當汽蝕振動頻率與水泵自振頻率接近時，會引起共振，從而導致整個機組甚至整個泵房振動。在這種情況下，機組就不應該繼續(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

4、量稱為汽蝕余量，用NPSH或 表示。 汽蝕余量的表達式如下 （1） 式中： -泵進口處水流的絕對壓力 -泵進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水池經(jīng)吸水管到達泵進口時，單位重量的水所具有的總水頭減去相應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。 計算公式如下： 僅與進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。 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)，其值與入流方向關系密切，在設計工況無沖擊入流時， =0.30.4 在非設計工況 值增大且為變數(shù)。 反映了水流進入泵后，在未被葉輪增加能量之前，因流