? ? ? 汽蝕現象是指離心水泵安裝高度提高時(shí)，將導致泵內壓力降低，泵內壓力最低點(diǎn)通常位于水泵葉輪葉片進(jìn)口稍后的一點(diǎn)附近，液體以很大的速度從周?chē)鷽_向氣泡中心，產(chǎn)生頻率很高、瞬時(shí)壓力很大的沖擊，這種現象稱(chēng)為汽蝕現象。

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? ? ? 汽蝕現象主要發(fā)生在葉輪外緣葉片及蓋板，渦殼或導輪處，不會(huì )發(fā)生在葉片進(jìn)口處。例如流量大于設計流量時(shí)發(fā)生在葉片進(jìn)口靠近前蓋板的葉片正面處。

? ? ? 當葉輪入口處壓強下降至被送液體在工作溫度下的飽和蒸汽壓時(shí)，液體將會(huì )發(fā)生部分汽化，生成的氣泡將隨液體從低壓區進(jìn)入高壓區，在高壓區氣泡會(huì )急劇收縮，凝結，其周?chē)囊后w以極高的速度沖向原氣泡所占空間，產(chǎn)生高強度的沖擊波，沖擊葉輪和泵殼，發(fā)生噪音引起震動(dòng)。

? ? ? 由于長(cháng)期受到?jīng)_擊力反復作用以及液體中微量溶解氧的化學(xué)腐蝕作用，葉輪局部表面出現斑痕和裂紋甚至成海綿狀損壞。

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? ? ? 水泵汽蝕發(fā)生的原因

? ? ? 產(chǎn)生氣蝕現象的原因：本質(zhì)原因是入口壓力小于流體輸送溫度下的飽和蒸汽壓。

? ? ? 離心水泵在運轉時(shí),流體的壓力從泵入口到葉輪入口而下降,在葉片附近,液體壓力最低:此后,由于葉輪對液體做功,壓力很快上升。當葉輪葉片入口附近壓力小于等于液體輸送溫度下的飽和蒸汽壓力時(shí),液體就汽化。同時(shí),還可能有溶解在液體內的氣體溢出,它們形成許多汽泡。當汽泡隨液體流到葉道內壓力較高處時(shí),外面的液體壓力高于汽泡內的汽化壓力則汽泡會(huì )凝結潰滅形成空穴。瞬間內周?chē)囊后w以極高的速度向空穴沖來(lái),造成液體互相撞擊,使局部的壓力驟然劇增(有的可達數百個(gè)大氣壓)。這不僅阻礙流體的正常流動(dòng),更為嚴重的是,如果這些汽泡在葉輪壁面附近潰滅,則液體就像無(wú)數小彈頭一樣,連續地打擊金屬表面,其撞擊頻率很高(有的可達2000~3000H),金屬表面會(huì )因沖擊疲勞而剝裂。若汽泡內夾雜某些活性氣體(如氧氣等),他們借助汽泡凝結時(shí)放出的能量(局部溫度可達200~300℃),還會(huì )形成熱電偶并產(chǎn)生電解,對金屬起電化學(xué)腐蝕作用,更加速了金屬剝蝕的破壞速度。上述這種液體汽化、凝結、沖擊,形成髙壓、髙溫、髙頻率的沖擊載荷,造成金屬材料的機械剝裂與電化學(xué)腐蝕破壞的綜合現象稱(chēng)為汽蝕現象。

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? ? ? 影響水泵汽蝕的因素

? ? ? 影響液體壓力和飽和蒸汽壓力的因素都會(huì )影響汽蝕的發(fā)生。

? ? ? ①水泵進(jìn)口的結構參數:包括葉輪吸入口的形狀、葉片入口邊寬度及葉片進(jìn)口邊的位置和前蓋板形狀等

? ? ? ②水泵的操作條件:它包括泵的流量、揚程及轉速等

? ? ? ③水泵的安裝位置:它包括泵的吸入管路水力損失及安裝高度。

? ? ? ④環(huán)境因素:它包括泵安裝地點(diǎn)的大氣壓力，介質(zhì)本身的性質(zhì)及介質(zhì)操作溫度

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? ? ? 離心水泵產(chǎn)生汽蝕的原因

? ? ? 1、水池液位過(guò)低,有氣體被吸入

? ? ? 2、流速和吸入管路上的阻力太大;

? ? ? 3、泵的安裝高度過(guò)高

? ? ? 4、被輸送的介質(zhì)溫度過(guò)高

? ? ? 5、吸入管道、壓蘭(指不帶液封的)密封不好,有空氣進(jìn)入

? ? ? 水泵產(chǎn)生汽蝕的嚴重后果

? ? ? 汽蝕是水力機械的特有現象,它會(huì )帶來(lái)很多嚴重的后果

? ? ? ①汽蝕使泵的性能下降

? ? ? 汽蝕使葉輪和流體之間的能量轉換遭到嚴重的干擾,使泵的性能下降,嚴重時(shí)會(huì )使液流中斷無(wú)法工作

? ? ? ②汽蝕使泵產(chǎn)生噪音和振動(dòng)

? ? ? 氣泡潰滅時(shí),液體互相撞擊并撞擊壁面,會(huì )產(chǎn)生各種頻率的噪音。嚴重時(shí)可以聽(tīng)到泵內有“噼啪”的爆炸聲,同時(shí)引起機組的振動(dòng)。而機組的振動(dòng)又進(jìn)一步足使更多的汽泡產(chǎn)生和潰滅,如此互相激勵,導致強烈的汽蝕共振,致使機組不得不停機,否則會(huì )遭到破壞。

? ? ? ③汽蝕使過(guò)流部件被剝蝕破壞

? ? ? 通常離心泵受汽蝕破壞的部位,先在葉片入口附近,繼而延至葉輪出口。起初是金屬表面出現麻點(diǎn),繼而表面呈現槽溝狀、蜂寞狀、魚(yú)鱗狀的裂痕,嚴重時(shí)造成葉片或葉輪前后蓋板穿孔,甚至葉輪破裂,造成嚴重事故。因而汽蝕嚴重影響到泵的安全運行和使用壽命。

? ? ? ④汽蝕也是水力機械向髙流速發(fā)展的巨大障礙,應為流體流速愈高,會(huì )使壓力變得愈低,更易汽化發(fā)生汽蝕

? ? ? 解決離心水泵汽蝕的方案

? ? ? 根據以上對影響汽蝕因素的分析,我們可以得到如下幾個(gè)解決離心泵汽蝕問(wèn)題的方案:

? ? ? ①改進(jìn)泵入口的結構參數

　　1）改變葉輪形狀的設計及優(yōu)化葉輪的結構參數，改善汽蝕產(chǎn)生的外部條件；

　　2）葉片及其他水流經(jīng)的部件應選用抗汽蝕性能良好的材料；

　　3）減少吸入管的壓力損失∑h、吸入管路系統包括底閥、慮水器、管路、彎頭、等，使這些部位的安裝設計合理，減少損失，也是降低水泵發(fā)生汽蝕現象的重要途徑；

　　4）減少泵本身必須的汽蝕余量，為此，可適當加大手級葉輪吸入口直徑，或采用無(wú)底閥排水。

? ? ? 這一方案適于在離心泵的設計制造階段,該方法在生產(chǎn)現場(chǎng)很少采用

? ? ? ②在泵的吸入口加裝誘導輪

? ? ? 加裝誘導輪,對提高離心泵的抗汽蝕性能,解決汽蝕問(wèn)題,效果很顯著(zhù)。而且其結構簡(jiǎn)單易于制造安裝,運行維修方便,造價(jià)低,在不影響生產(chǎn)的前提下即可進(jìn)行安裝調試,特別適于在生產(chǎn)現場(chǎng)推廣應用。

? ? ? ③合理設計吸入管路及調整安裝高度

　　1）在安裝允許的條件下，盡量減小泵的吸水高度。這樣使泵運行中的允許汽蝕余量更大些。一般情況下安裝高度在2～3.5m時(shí)，降低泵發(fā)生汽蝕現象。

　　2）降低井水的密度，含煤粉和泥沙的礦井水，為了減小礦水密度以減少泵的汽蝕，應在礦井排水之前做沉淀處理。

　　3）減小水流進(jìn)泵吸入口的平均流速。

? ? ? 該方法雖能徹底消除汽蝕問(wèn)題,但在生產(chǎn)現場(chǎng)卻很少采用。這是因為調整泵的吸入管路及安裝高度,工程量大、施工費用高,并且受施工環(huán)境的制約,只有在裝置停車(chē)或大檢修時(shí)才能進(jìn)行;同時(shí),由于工藝條件的限制,調整泵的吸入管路及安裝高度又將影響后續工藝,具有連鎖反應。

? ? ? ④優(yōu)化工藝操作條件

? ? ? 在工藝條件允許的情況下,改變泵的流量、揚程、轉速及介質(zhì)的操作溫度等操作參數,可以避免汽蝕的發(fā)生。但由于工藝條件的限制,優(yōu)化工藝操作條件具有很大的局限性,大部分情況下效果并不顯著(zhù)。所以,可將該方法作為解決汽蝕問(wèn)題的輔助方法。