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泵汽蚀现象的产生及如何提高抗汽蚀措施

来源:www.jnhgbf.com   时间:2021-08-26 14:58:25   热度:197℃

文章摘要

导读:本文是由安徽江南泵阀集团于2021-08-26 14:58:25发布的关于:汽蚀现象泵汽蚀现象抗汽蚀措施泵安装高度的计算的资讯,其主要内容为:汽蚀现象的产生;当离心泵的吸入高度过大、液体温度比较高时(或两种现象同时存在),致使入口压力小于流体输送温度下的饱和蒸气压,则在该环境下液体就会在泵进口处沸腾汽化,从而形成无数小...

  汽蚀现象的产生:

  当离心泵的吸入高度过大、液体温度比较高时(或两种现象同时存在),致使入口压力小于流体输送温度下的饱和蒸气压,则在该环境下液体就会在进口处沸腾汽化,从而形成无数小气泡。这些小气泡随水流进高压区时,由于压差的作用,在气泡凝结破裂的同时,液体质点以很高的速度填充空穴,在此瞬间产生很强烈的水击现象,并以很高的冲击频率打击过流部件表面,冲击应力可达几百至几千个大气压。

  气泡不断地形成与破裂,强大的水力冲击以高频率(600-25000Hz)反复作用在叶轮上,时间一长,就会使叶轮的叶片逐渐因疲劳而剥落。对于金属泵,气泡中还夹杂有一些活泼气体(如氧气),对金属的光滑层因电解而逐渐变得粗糙。金属表面粗糙度被破坏后,更加速了机械剥蚀。另外,气泡形成与破裂的过程中,会使过流部件两端产生温度差异,其冷端与热端形成电偶而产生电位差,从而使金属表面发生电解作用,金属的光滑层因电解而逐渐变得粗糙。在机械剥蚀、化学腐蚀和电化学的共同作用下,金属表面很快出现蜂窝状的麻点,并逐渐形成空洞而损坏。下图为金属泵叶轮发生汽蚀后的图片:

汽蚀现象

  推荐阅读:《如何提高耐腐蚀不锈钢泵的抗气蚀性能?

  对于衬氟泵,由于氟塑料具有良好的耐腐蚀性、电绝缘性。发生汽蚀时,将不会出现化学腐蚀和电化腐蚀,但因氟塑料的机械强度低于金属材料,汽蚀严重时,气泡产生的强大冲击力及高频率将损坏叶轮前盖板;对于壳体,汽蚀所产生的冲击会将壳体衬塑层呈现气孔状、鱼鳞状等破坏,严重时,将蚀穿壳体衬塑层。下图为衬氟泵叶轮、壳体发生汽蚀后的图片:

泵汽蚀现象

泵汽蚀现象

  发生汽蚀后对泵产生的影响:

  1.泵发生汽蚀后会引起噪音和振动。泵发生汽蚀时,水流质点互相碰撞和挤压,会产生剧烈的振动,造成机组零部件的破坏,严重时水泵不能抽水,甚造成水泵装置和泵房结构的破坏。由于气泡振动和破灭产生噪音,危害泵站中运行操作人员的健康。

  2.引起泵工作参数的下降。当泵汽蚀较严重时,泵叶轮内的大量气泡将阻塞叶轮流道,使泵内液体流动的连续性遭到破坏,泵的流量、扬程和效率等参数均会明显下降。

  3.引起泵叶轮的破坏。对于金属泵,汽蚀所产生的一系列反应会将叶轮材料呈现海绵状、沟槽状、鱼鳞状等破坏,严重时会出现叶片的蚀穿;对于衬氟泵,汽蚀现象所产生的的冲击力会损坏叶轮的前盖板。

  4.造成泵轴承机械密封干磨导致物料泄露。当泵汽蚀较严重时,会使泵中的液流中断,此时泵还处于工作状态,泵的轴、轴承、轴套,密封件会因汽蚀缺液后干磨导致急剧升温,零部件会因高温融化到一起,致使泵的损坏、物料的泄露。

  汽蚀现象对离心泵的危害较大,离心泵即使在轻微的汽蚀下长期工作也是不允许的。

  泵安装高度的计算:

  避免汽蚀现象发生的关键是泵的安装高度要正确,尤其是当输送温度较高的易挥发性液体时,更要注意。泵的吸入口中心到储液槽液面之间的高度称为吸入高度,泵的吸入高度又与泵汽蚀余量、装置汽蚀余量、当地大气压、介质饱和蒸汽压力相关,例:(以20度清水计算)

  吸程=当地大气压10.33米(公式中以标准大气压计算)-泵气蚀余量-管道损失-安全量(0.5m)

  例如:某泵气蚀余量为4.0米,求吸程Δh

  解:Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米(不考虑管道损失情况)

  从安全角度考虑,泵的实际安装高度值应小于计算值。

泵安装高度的计算

  如何提高泵抗汽蚀措施:

  欲防止发生汽蚀须提高装置汽蚀余量,使NPSHa(装置汽蚀余量)>NPSHr(泵汽蚀余量)可防止发生汽蚀的措施如下:  

  1.减小几何吸上高度(或增加几何倒灌高度);

  2.减小吸入损失(管路损失),为此可以设法增加管径,尽量减小管路长度,弯头和附件等;  

  3.防止长时间在大流量下运行; 

  4.降低介质温度(使液体饱和压力降低);

  5.泵发生汽蚀时,应把流量调小或降速运行;

  6.对密封容器中加压;

  7.对于在苛刻条件下运行的泵,为避免汽蚀破坏,可使用耐汽蚀材料。

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