泵汽蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生及如何提高抗汽蝕措施
汽蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生: 當(dāng)離心泵的吸入高度過大,、液體溫度比較高時(或兩種現(xiàn)象同時存在),,致使入口壓力小于流體輸送溫度下的飽和蒸氣壓,則在該環(huán)境下液體就會在泵進口處沸騰汽化,從而形成無數(shù)小氣泡,。這些小氣泡隨水流進高壓區(qū)時,,由于壓差的作用,,在氣泡凝結(jié)破裂的同時,,液體質(zhì)點以很高的速度填充空穴,在此瞬間產(chǎn)生很強烈的水擊現(xiàn)象,,并以很高的沖擊頻率打擊過流部件表面,,沖擊應(yīng)力可達幾百至幾千個大氣壓。
氣泡不斷地形成與破裂,,強大的水力沖擊以高頻率(600-25000Hz)反復(fù)作用在葉輪上,,時間一長,就會使葉輪的葉片逐漸因疲勞而剝落,。對于金屬泵,,氣泡中還夾雜有一些活潑氣體(如氧氣),對金屬的光滑層因電解而逐漸變得粗糙,。金屬表面粗糙度被破壞后,,更加速了機械剝蝕。另外,,氣泡形成與破裂的過程中,,會使過流部件兩端產(chǎn)生溫度差異,,其冷端與熱端形成電偶而產(chǎn)生電位差,,從而使金屬表面發(fā)生電解作用,金屬的光滑層因電解而逐漸變得粗糙,。在機械剝蝕,、化學(xué)腐蝕和電化學(xué)的共同作用下,金屬表面很快出現(xiàn)蜂窩狀的麻點,,并逐漸形成空洞而損壞,。下圖為金屬泵葉輪發(fā)生汽蝕后的圖片:
對于襯氟泵,由于氟塑料具有良好的耐腐蝕性,、電絕緣性,。發(fā)生汽蝕時,將不會出現(xiàn)化學(xué)腐蝕和電化腐蝕,但因氟塑料的機械強度低于金屬材料,,汽蝕嚴(yán)重時,,氣泡產(chǎn)生的強大沖擊力及高頻率將損壞葉輪前蓋板;對于殼體,,汽蝕所產(chǎn)生的沖擊會將殼體襯塑層呈現(xiàn)氣孔狀,、魚鱗狀等破壞,嚴(yán)重時,,將蝕穿殼體襯塑層,。下圖為襯氟泵葉輪、殼體發(fā)生汽蝕后的圖片:


發(fā)生汽蝕后對泵產(chǎn)生的影響:
1.泵發(fā)生汽蝕后會引起噪音和振動,。泵發(fā)生汽蝕時,,水流質(zhì)點互相碰撞和擠壓,會產(chǎn)生劇烈的振動,,造成機組零部件的破壞,,嚴(yán)重時水泵不能抽水,甚造成水泵裝置和泵房結(jié)構(gòu)的破壞,。由于氣泡振動和破滅產(chǎn)生噪音,,危害泵站中運行操作人員的健康。
2.引起泵工作參數(shù)的下降,。當(dāng)泵汽蝕較嚴(yán)重時,,泵葉輪內(nèi)的大量氣泡將阻塞葉輪流道,使泵內(nèi)液體流動的連續(xù)性遭到破壞,,泵的流量,、揚程和效率等參數(shù)均會明顯下降。
3.引起泵葉輪的破壞,。對于金屬泵,,汽蝕所產(chǎn)生的一系列反應(yīng)會將葉輪材料呈現(xiàn)海綿狀、溝槽狀,、魚鱗狀等破壞,,嚴(yán)重時會出現(xiàn)葉片的蝕穿;對于襯氟泵,,汽蝕現(xiàn)象所產(chǎn)生的的沖擊力會損壞葉輪的前蓋板,。
4.造成泵軸承、機械密封干磨導(dǎo)致物料泄露,。當(dāng)泵汽蝕較嚴(yán)重時,,會使泵中的液流中斷,此時泵還處于工作狀態(tài),,泵的軸,、軸承、軸套,密封件會因汽蝕缺液后干磨導(dǎo)致急劇升溫,,零部件會因高溫融化到一起,,致使泵的損壞、物料的泄露,。
汽蝕現(xiàn)象對離心泵的危害較大,,離心泵即使在輕微的汽蝕下長期工作也是不允許的。
泵最大安裝高度的計算:
避免汽蝕現(xiàn)象發(fā)生的關(guān)鍵是泵的安裝高度要正確,,尤其是當(dāng)輸送溫度較高的易揮發(fā)性液體時,,更要注意。泵的吸入口中心到儲液槽液面之間的高度稱為吸入高度,,泵的吸入高度又與泵汽蝕余量,、裝置汽蝕余量、當(dāng)?shù)卮髿鈮?、介質(zhì)飽和蒸汽壓力相關(guān),,例:(以20度清水計算)
吸程=當(dāng)?shù)卮髿鈮?0.33米(公式中以標(biāo)準(zhǔn)大氣壓計算)-泵氣蝕余量-管道損失-安全量(0.5m)
例如:某泵氣蝕余量為4.0米,求吸程Δh
解:Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米(不考慮管道損失情況)
從安全角度考慮,,泵的實際安裝高度值應(yīng)小于計算值,。

如何提高泵抗汽蝕措施:
欲防止發(fā)生汽蝕須提高裝置汽蝕余量,使NPSHa(裝置汽蝕余量)>NPSHr(泵汽蝕余量)可防止發(fā)生汽蝕的措施如下:
1.減小幾何吸上高度(或增加幾何倒灌高度),;
2.減小吸入損失(管路損失),,為此可以設(shè)法增加管徑,盡量減小管路長度,,彎頭和附件等,;
3.防止長時間在大流量下運行;
4.降低介質(zhì)溫度(使液體飽和壓力降低),;
5.泵發(fā)生汽蝕時,,應(yīng)把流量調(diào)小或降速運行;
6.對密封容器中加壓,;
7.對于在苛刻條件下運行的泵,,為避免汽蝕破壞,可使用耐汽蝕材料,。