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水泵的汽蝕現象及危害

發布時間:2017-03-17 15:02:00 點擊:
                                          水泵的汽蝕現象及危害
1.汽穴和汽蝕
當外界大氣壓低于水在工作溫度下的某一壓力值時,水就會汽化。把在一定溫度下,液體開始汽化的臨界壓力稱為該溫度下液體的飽和蒸汽壓力。
當水泵運轉時,由于某些原因使泵內局部位置液體的壓力降到工作溫度下的飽和蒸汽壓力時,水就會大量汽化,同時原先溶解在水里的氣體也自動逸出,形成汽泡,出現“冷沸”現象。形成的汽泡中充滿蒸汽和逸出的汽體。汽泡被水流帶人葉輪中高壓區域時,受到四周水的擠壓而潰滅,又重新凝結成水。此時,可以聽到汽泡被壓破時炸裂的噪聲,這種現象稱為汽穴現象。在汽泡被壓碎的過程中,會產生很高的水錘壓力,使材料的邊壁遭受到侵蝕和破壞,通常把汽泡形成、發展、潰滅,以致使材料受到破壞的過程,稱為汽蝕。
水泵產生汽蝕后,泵內部的水力條件變差,會使水泵性能惡化,甚至停止出水,同時還將產生噪聲和振動,對過流部件材料產生破壞。


2.水泵產生汽蝕的原因

水泵產生汽蝕的直接原因是泵內局部壓力低于水的飽和蒸汽壓力,或者說汽化是形成汽蝕的先決條件。造成泵內壓力過低的原因大致有以下幾個方面:
1)水泵安裝高度過低。隨著水泵安裝高度的增加,泵進口處的真空度增加,致使泵內壓力降得過低。
2)水泵實際工況偏離設計工況點較遠。當水泵在非設計工況下運行時,也可能在葉輪下方產生自下而上的帶狀漩渦(稱渦帶)。當渦帶中心壓力下降到飽和蒸汽壓力時,該渦帶即成為汽蝕帶。當此渦帶伸入泵內時,不僅能促進和加重水泵某些部件的汽蝕,而且還會引起機組的強烈振動,并發出轟鳴聲。
3)水泵的進水條件不好。對采用肘形進水流道的泵,由于彎道流速壓力分布不均,造成水泵葉輪進口流速分布也不均勻;進水池產生漩渦會使進入水泵的水預旋或將空氣帶人,同樣造成葉輪進口處流速、壓力分布不均勻,從而導致汽穴及汽蝕的發生。據國外汽蝕試驗資料指出,水中含氣量愈大,則汽蝕開始得愈早。
4)水泵安裝地點的海拔較高,則水泵輸送的水溫較高。在高海拔地區,大氣壓力較低,會使泵吸入口的壓力也相應較低;而水溫越高,飽和蒸汽壓力就會越大,水就越容易汽化。


3.水泵汽蝕的危害

   水泵的汽蝕是一種及其復雜的物理、化學現象,汽蝕的發生和發展,會對水泵造成以下危害。
1)水泵性能惡化
在產生汽蝕過程中,由于水流中含有大量汽泡,破壞了水流的正常流動規律,改變了流道內的過流面積和流動方向,因而葉輪與水流之間能量交換的穩定性遭到破壞,能量損失增加。
2)過流部件受到剝蝕破壞
當汽泡被水流帶到高壓區后,由于汽泡周圍的水流壓力增高,使汽泡迅速破裂,汽泡四周的水流質點高速地向汽泡中心沖擊,水流質點互相撞擊,產生強烈的水錘。
3)產生噪聲和振動
    在汽泡連續形成和潰滅過程中,因水流質點間的撞擊和對過流部件表面的打擊,泵內會產生強烈的脈沖壓力。因此,水泵發生汽蝕時,水泵會產生頻率很高的噪聲和振動。振動會使機組零件和機座受到破壞。尤其是汽蝕振動的頻率與機組自振動頻率相接近時,會引發共振現象,甚至出現嚴重后果。
      
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