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氣蝕對離心泵的危害及其對策
離心泵運行時,泵內(nèi)某區(qū)域液體的壓力低于當時溫度下的液體汽化壓力,液體會開始汽化產(chǎn)生氣泡,也可使溶于液體中的氣體析出,形成氣泡。當氣泡隨液體運動到泵的高壓區(qū)后,氣體又開始凝結(jié),使氣泡破滅。由于氣泡破滅速度極快,使周圍的液體以極高的速度沖向氣泡破滅前所占有的空間,即產(chǎn)生強烈的水力沖擊,引起泵流道表面損傷,甚至穿透。這種現(xiàn)象稱為汽蝕。
水泵汽蝕產(chǎn)生的原因很多,有些是由一種因素直接形成的,有些是多個因素共同作用的結(jié)果
①使用者對水泵的性能參數(shù)了解不清或根本不了解,安裝使用不當;
②泵的安裝高度過高;
�、垡畻l件的改變使泵站進水池水位過低,有氣體被吸入;
�、鼙惠斔偷慕橘|(zhì)溫度過高;
�、菟门c動力裝置不配套,傳動裝置不匹配,轉(zhuǎn)速過高;
�、捱M水池設(shè)計不合理,產(chǎn)生了渦流、偏流,進水管浸入水下太淺;
�、哌M水管路太長,管徑太細,附件太多,拐彎太多,水頭損失太大;
⑧水泵進水口堵塞,水流受阻;
�、崴春沉刻�;
�、馑蒙a(chǎn)工藝原因,葉輪、泵殼內(nèi)表面太粗糙,對水流阻力太大。
離心泵最易發(fā)生氣蝕部位
a.葉輪曲率最大的前蓋板處,靠近葉片進口邊緣的低壓側(cè);
b.壓出室中蝸殼隔舌和導(dǎo)葉的靠近進口邊緣低壓側(cè);
c.無前蓋板的高比轉(zhuǎn)數(shù)葉輪的葉梢外圓與殼體之間的密封間隙以及葉梢的低壓側(cè);
d.多級泵中第一級葉輪。
氣蝕的危害
1、泵的工作性能急轉(zhuǎn)直下,嚴重時,泵甚至不能工作,主要原因是,泵發(fā)生氣蝕時,局部液-氣混合流體密度減小,葉輪對流體做功受到破壞和干擾。

2、發(fā)生氣蝕時,伴隨著氣泡在壓力較高處連續(xù)不斷潰滅,產(chǎn)生強烈的水力沖擊,使得泵體產(chǎn)生振動和噪音。
3、泵的機械過流部件表面機械損壞,葉輪表面呈現(xiàn)蜂窩狀或海綿狀。如果液體汽化時放出的氣體有腐蝕作用,還會產(chǎn)生一定化學腐蝕破壞。


泵汽蝕余量NPSHr
又叫必需的凈正吸頭。與葉輪結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān),是泵的固有特性,不會隨使用條件而改變。其物理意義是表示液體在泵進口部分壓力下降的程度,也就是為了保正泵不發(fā)生氣蝕,要求在泵進口處單位重量液體具有超過汽化壓力水頭的富余能量。NPSHr越小,泵的抗氣蝕性能越好。
裝置汽蝕余量NPSHa
又叫有效的凈正吸頭。是指泵安裝條件所確定的汽蝕余量,由吸入裝置提供的在泵進口處單位重量液體中具有的超過汽化匿力水頭的富余能量。NPSHa越大,水泵越不容易發(fā)生氣蝕。

NPSHa>NPSHr:泵不汽蝕
NPSHa=NPSHr:泵開始汽蝕
NPSHa<NPSHr:泵嚴重汽蝕
預(yù)防泵氣蝕的措施
1、合理確定葉片進口邊和前蓋板形狀
葉片進口邊向葉輪進口外延和減少前蓋板與葉輪軸線夾角,即減少流液從軸向到徑向的過渡程度,縮短了從泵入口到葉輪入口的距離,減少了流液從軸向到徑向的轉(zhuǎn)彎損失,減少壓降系數(shù),從而提高泵的抗氣蝕性能。
2、合理增大葉片進口沖角△β
通常推薦葉片進口沖角△β為3~15°,其結(jié)果可以增大葉片進口安放角,減少降壓系數(shù),從而既不影響泵的效率又可提高泵的抗氣蝕能力。
3、采用雙吸式葉輪
在泵流量一定的情況下,這樣做可以使流經(jīng)單側(cè)葉輪的流量減少一半,從而降低每個葉輪進口平均流速、葉輪進口處液體的相對速度和流體繞過葉輪頭部的降壓系數(shù),但這樣受到結(jié)構(gòu)的限制。
4、增加誘導(dǎo)輪
在離心泵葉輪前面增加一個葉片負荷很低的軸流式葉輪,通常稱為誘導(dǎo)輪。誘導(dǎo)輪不同于一般的軸流泵,它的輪轂比較小,葉片安放角也小,葉片數(shù)也少,葉柵密度大,這些特點使之具有很好的抗氣蝕性能。誘導(dǎo)輪產(chǎn)生的揚程能為后繼的離心葉輪起到增壓的作用,使離心泵葉輪入口不產(chǎn)生氣蝕。除誘導(dǎo)輪本身具有優(yōu)良的抗氣蝕性能外,再加上它距離泵入口很近,能較明顯的減少從泵入口到葉輪進口間的能量降低值。由于誘導(dǎo)輪葉片間流道較長且外援處相對速度大,外邊緣如果產(chǎn)生氣泡,在外緣離心力作用下,壓力較高,也不易發(fā)生氣蝕和“堵塞”流道,即誘導(dǎo)輪性能受氣泡影響敏感程度較離心葉輪要低。故增加誘導(dǎo)輪是提高離心泵抗氣蝕性能的一種好方法。
5、安裝前置泵
在大型高揚程泵前設(shè)計安裝增壓前置泵,可以提高揚程泵的入口壓力,增大吸入管道的有效氣蝕余量,改造前者的耐氣蝕性能。
6、采用耐氣蝕的材料
該措施不能直接提高耐氣蝕性能,但能夠使泵更加耐氣泡侵蝕,從而延長泵的使用壽命。這些材質(zhì)的葉輪及流道能打磨,提高表面光潔度,減少液流旋渦的生成和減少誘發(fā)新氣泡的機會,從而間接減少泵的氣蝕。
7、改善泵吸入裝置,增加有效氣蝕余量
1)適當降低泵的安裝高度;
2)減少吸入管路壓力損失(減少吸入管路彎頭、閥門,管路盡可能短而直),盡可能保證入口流體穩(wěn)定流動,避免流動內(nèi)產(chǎn)生渦流。
8、調(diào)整轉(zhuǎn)速
加裝變頻器,在滿足生產(chǎn)需求的前提下,適當降低轉(zhuǎn)速,從而減少必需的汽蝕余量,進而減少泵氣蝕的可能性,不僅如此,適當降低泵的轉(zhuǎn)速還能收到顯著效果。

