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泵汽蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生及如何提高抗汽蝕措施

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發(fā)布時間:2021-08-25 10:17:46 在線咨詢 發(fā)送詢盤
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(jìn)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(jìn)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(qiáng)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(dá)幾百至幾千個大氣壓。
   氣泡不斷地形成與破裂,強(qiáng)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(jī)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(jī)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:
泵汽蝕
    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(jī)械強(qiáng)度低于金屬材料,汽蝕嚴(yán)重時,氣泡產(chǎn)生的強(qiáng)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:
提高抗汽蝕

泵汽蝕現(xiàn)象
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(jī)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(yùn)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(yáng)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(jī)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)卮髿鈮骸⒔橘|(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。
泵汽蝕
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(yùn)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(yùn)行;
6.對密封容器中加壓;
7.對于在苛刻條件下運(yùn)行的泵,為避免汽蝕破壞,可使用耐汽蝕材料。
 
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