离心泵的汽蚀现象分析及应对措施.docx

离心泵的汽蚀现象分析及应对措施1893年，人们确认英国一台驱逐舰螺旋桨的破坏是汽蚀的后 果，这就是汽蚀现象的首次发现。液体在一定温度下，降低压力至该 温度下的汽化压力时，液体便产生气泡，把这种产生汽泡的现象称为 汽蚀。汽蚀能产生振动和噪音，降低泵的性能，破坏过流部件。因此, 国际标准IS09006规定离心泵在试验中应进行两个方面的性能测试， 一是水力性能测试，另一个就是汽蚀性能测试。汽蚀性能是反映离心 泵产品性能好坏的一个重要指标。汽蚀产生的过程1、当泵的流量大于设计流量时，液体撞击叶片背面，最低压力部位在 叶片进口靠近前盖板的叶片正面上，如图K1处。2、当泵的流量小于设计流量时，液体在进口撞击叶片正面，最低压力 在叶片进口处靠近前盖板的叶片背面上，如图K2处。离心泵中的压力最低部位汽蚀产生动画演示气体产生如液体压力降低到汽化压力或更低时，液体会汽化产生汽泡, 还有原来溶于液体现因压力降低而逸出的气体。气泡破灭流到高压区，迅速凝结，气体重新溶人液体造成局部真空， 四周液体质点以极大速度冲来，互相撞击，产生局部高达几十MPa的 压力，引起噪音和振动。产生过程：低压区一产生气泡f高压区一气泡破裂一产生局部真空一 水力冲击一发生振动、噪音，部件产生麻点、蜂窝状的破坏现象。汽蚀的危害1、使过流部件被剥落破坏 汽泡破灭区的金属受高频高压液击 而发生疲劳破坏，氧气借助汽泡凝结时的放热，对金属有化学腐蚀作 用。在上述双重作用下，叶轮外缘的叶片及盖板、蜗壳或导轮等处会 产生麻点和蜂窝状的破坏。通常受汽蚀破坏的部位多在叶轮出口附近和排液室进口附 近，汽蚀初期，表现为金属表面出现麻点，继而表面呈现沟槽状、蜂 窝状、鱼鳞状；严重时可造成叶片穿孔甚至叶轮破裂、酿成严重事故, 严重影响了泵的使用寿命。汽蚀以后的叶轮2、使泵的性能下降汽蚀使叶轮和液体之间的能量传递受到严 重干扰。大量汽泡的存在堵塞了流道，破坏了泵内液体的连续流动, 使泵的流量、扬程和效率都明显下降，严重时出现断裂工况。生汽蚀后曲线变化 Ns = 70单级离心泵发3、使泵产生振动和噪音汽泡破灭时，液体互相撞击，同时也在撞击金 属表面，这样就会产生各种频率的噪音，严重时可听见泵内“劈啪” 的声音。同时引起机组振动，而机组振动频率与撞击频率成整数倍， 则产生更强烈的汽蚀共振，致使机组被迫停车。汽蚀不仅对水力机械的正常运转威胁很大，而且也是水力机械向高速 发展的重要障碍。因为当流体流速越高时，就越容易造成某一局部压 力越低，更易于液体汽化造成汽蚀。汽蚀余量Ah汽蚀余量Ah：是指泵的入口处的液体具有的压头与液体汽化时的压头 （饱和蒸汽压头pv /Pg）之差。又称NPSH静正吸上水头。有效汽蚀余量Aha ：工作时实际具有的汽蚀余量。必需汽蚀余量Ahr ：避免汽蚀所必需的汽蚀余量。必需汽蚀余量Ahr很难用理论准确求得，均用试验确定。等于试验中 的临界汽蚀余量Ahc+CXSm。且取决于泵的结构型式和流量。必需汽蚀 余量Ahr和允许吸上真空高度H s均由试验得出，均来表示泵的吸入 性能好坏。当有效汽蚀Aha降到低于必需汽蚀余量Ahr时，产生噪 音、振动、压头明显降低，称不稳定汽蚀区。当有效汽蚀Aha进一步降低，噪音和振动并不强烈，压头和流量脉 动消失，特性曲线呈一条下垂线，称“断裂工况”，也称“稳定汽蚀不同的吸高Zs (Zs3 >Zs3 > Zs3),吸高Zs越大，有效汽蚀余量 ha越小，断裂工况向小流量的方向移动，不发生汽蚀的流量范围越小。应对汽蚀的措施1、避免发生汽蚀的措施1）降低液体温度（使液体饱和压力降低）；2 ）减小吸上高度或变净正吸入为灌注吸入（使吸口压力增大）；3 ） 降低吸入管阻力（采用粗而光滑的吸管，减少管路附件等）；4）关 小排出阀或降低泵转速（降低流量）。2、提高泵抗蚀性能的措施1 ）改进叶轮入口处形状（加大进口直径、 加大叶片进口边的宽度、增大叶轮前盖板转弯处的曲率半径、采用扭 曲叶片、加设诱导轮）；2 ）采用抗蚀材料（铝铁青铜、2Grl3.稀土 合金铸铁、高锲铝合金）；3）叶轮表面光滑，叶片流道圆滑