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浅谈泵的气蚀问题

  • 更新时间:2014.08.20 | 浏览次数   | 返回
    一、汽蚀现象:
      在泵流动的液体中,如果某一局部地区的压力降低到低于该液体在工作温度下的饱和蒸汽压力时,则液体便开始汽化,随之而发生汽蚀现象。所谓汽蚀现象,即以下几种现象的综合。
      首先,泵内的液体,在某一局部地区发生汽化后,汽蚀时产生的气泡流动到高压处时,其体积减小以致破灭。在气泡凝结破裂的同时,液体质点以很高的速度填充空穴,在此瞬间产生很强烈的撞击,撞击的范围虽小,但是造成局部压力的升高(可达几百个大气压)。如果汽泡不断的产生和破裂,泵内的机械部分会受到突然的反复的撞击负荷,以致超过了材料的抗劳强度,因而强烈的剥蚀了金属的表面,发生麻点而逐渐剥落,严重时会将壁厚击穿。
      其次,当液体流过压力较低的区域时,在产生气泡的同时,液体中的空气也被析出,而空气中的氧气对处于汽蚀区域的金属部件起化学腐蚀作用。并且,在汽泡产生和消失过程中,必然有热量产生,使机件受局部高温(可达230℃),在这种情况下,也促进了金属氧化的可能性。
      此外,由于液体的汽化,同时逸出溶解在液体中的气体,因而使液流通道面积减小,局部流速 增高,并产生涡流,致使泵的水头降低,功率消耗增加,于是效率降低。
      最后,在泵汽蚀发生时,就会使泵的金属部件受到液体冲击的侵蚀和化学腐蚀作用,以及设备功率的降低。由于汽蚀过程是不稳定的,因而使机器发生振动和噪音,严重的甚致使机器毁坏。在泵的工作中,必须设法避免汽蚀的发生,以保证设备的安全和正常运行。

    二、产生汽蚀的原因:
      1、气压的影响。如泵装置在海拔很高的地方,当海拔标高越高时,其大气压力越小;
      2、吸水管路和泵内的阻力损失越大,则压力降低越大;
      3、吸水高度超过许可值时,由于重力水头消耗大,以致压力低于水温的饱和蒸汽压力;
      4、被吸液体的温度较高,在这种情况下饱和汽化压力也较高,因而就容易发生汽化。

    三、防止气蚀的办法:

      1、在设计时,应该使流通部分各断面变化率较小,同时通过的壁面力求光滑;
      2、在一定的吸水高度下,泵的转数增加应有一定的限度,因为转数越大,流量也大,则吸水高度越小。因此提高水泵的转数势必会降低其吸水高度。故在一定的吸水高度下,提高转数是有一定限度的,否则就将发生汽蚀而导致泵正常运行的破坏;
      3、最好使泵经常维持在设计工况附近运行;
      4、尽可能减少进水管中的阻力,因此,进水管应该既直又短,并正确地确定泵的吸水高度;
      5、在容易发生汽蚀地区的构件上,选用适当的材料。

    四、汽蚀余量与必需汽蚀余量的关系
      汽蚀余量是指在泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量。单位为米液柱,用(NPSH)r表示。
      吸程即为必需汽蚀余量Δ/h(自吸高度):即泵允许吸液体的真空度,亦即泵允许几何安装高度。单位用米。吸程=标准大气压(10.33米)--气蚀余量--管道损失--安全量(0.5)标准大气压能压上管路真空高度10.33米
      例如:某泵气蚀余量为4.0米,求吸程Δh
      解:Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米