泵汽蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生及如何提高抗汽蝕措施

　　汽蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生：

　　當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)力可達幾百至幾千個大氣壓。

　　氣泡不斷地形成與破裂，強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：

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　　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，但因氟塑料的機械強度低于金屬材料，汽蝕嚴重時，氣泡產(chǎn)生的強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：

　　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，造成機組零部件的破壞，嚴重時水泵不能抽水，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，危害泵站中運行操作人員的健康。

　　2.引起泵工作參數(shù)的下降。當泵汽蝕較嚴重時，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、機械密封干磨導(dǎo)致物料泄露。當泵汽蝕較嚴重時，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?shù)卮髿鈮?、介質(zhì)飽和蒸汽壓力相關(guān)，例：(以20度清水計算)

　　吸程=當?shù)卮髿鈮?0.33米(公式中以標準大氣壓計算)-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。

　　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)小或降速運行;

　　6.對密封容器中加壓;

　　7.對于在苛刻條件下運行的泵，為避免汽蝕破壞，可使用耐汽蝕材料。

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