離心泵氣蝕的概念及避免氣蝕現(xiàn)象的措施
一、氣蝕的概念:
當(dāng)離心泵殼內(nèi)存有空氣,因空氣的密度比液體的密度小得多而產(chǎn)生較小的離心力。從而,貯槽液面上方與泵吸入口處之壓力差不足以將貯槽內(nèi)液體壓入泵內(nèi),即離心泵無(wú)自吸能力,使離心泵不能輸送液體,此種現(xiàn)象稱為“氣蝕現(xiàn)象”。
液體在一定溫度下,降低壓力至該溫度下的汽化壓力時(shí),液體便產(chǎn)生汽泡。把這種產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象稱為汽蝕。汽蝕時(shí)產(chǎn)生的氣泡,流動(dòng)到高壓處時(shí),其體積減小以致破滅。這種由于壓力上升氣泡消失在液體中的現(xiàn)象稱為汽蝕潰滅。
泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中,若其過(guò)流部分的局部區(qū)域(通常是葉輪葉片進(jìn)口稍后的某處)因?yàn)槟撤N原因,抽送液體的絕對(duì)壓力降低到當(dāng)時(shí)溫度下的液體汽化壓力時(shí),液體便在該處開(kāi)始汽化,產(chǎn)生大量蒸汽,形成氣泡,當(dāng)含有大量氣泡的液體向前經(jīng)葉輪內(nèi)的高壓區(qū)時(shí),氣泡周?chē)母邏阂后w致使氣泡急劇地縮小以至破裂。在氣泡凝結(jié)破裂的同時(shí),液體質(zhì)點(diǎn)以很高的速度填充空穴,在此瞬間產(chǎn)生很強(qiáng)烈的水擊作用,并以很高的沖擊頻率打擊金屬表面,沖擊應(yīng)力可達(dá)幾百至幾千個(gè)大氣壓,沖擊頻率可達(dá)每秒幾萬(wàn)次,嚴(yán)重時(shí)會(huì)將壁厚擊穿。
在水泵中產(chǎn)生氣泡和氣泡破裂使過(guò)流部件遭受到破壞的過(guò)程就是水泵中的汽蝕過(guò)程。水泵產(chǎn)生汽蝕后除了對(duì)過(guò)流部件會(huì)產(chǎn)生破壞作用以外,還會(huì)產(chǎn)生噪聲和振動(dòng),并導(dǎo)致泵的性能下降,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使泵中液體中斷,不能正常工作。
為了使泵內(nèi)充滿液體,通常在吸入管底部安裝一帶濾網(wǎng)的底閥,該底閥為止逆閥,濾網(wǎng)的作用是防止固體物質(zhì)進(jìn)入泵內(nèi)損壞葉輪或防礙泵的正常操作。
二、離心泵易發(fā)生氣蝕的部位有:
a、葉輪曲率大的前蓋板處,靠近葉片進(jìn)口邊緣的低壓側(cè);
b、壓出室中蝸殼隔舌和導(dǎo)葉的靠近進(jìn)口邊緣低壓側(cè);
c、無(wú)前蓋板的高比轉(zhuǎn)數(shù)葉輪的葉梢外圓與殼體之間的密封間隙以及葉梢的低壓側(cè);
d、多級(jí)泵中第一級(jí)葉輪。
三、離心泵氣蝕現(xiàn)象怎么解決:
提高離心泵本身抗氣蝕性能的措施
(1)改進(jìn)離心泵的吸入口至葉輪附近的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。增大過(guò)流面積;增大葉輪蓋板進(jìn)口段的曲率半徑,減小液流急劇加速與降壓;適當(dāng)減少葉片進(jìn)口的厚度,并將葉片進(jìn)口修圓,使其接近流線形,也可以減少繞流葉片頭部的加速與降壓;提高葉輪和葉片進(jìn)口部分表面光潔度以減小阻力損失;將葉片進(jìn)口邊向葉輪進(jìn)口延伸,使液流提前接受作功,提高壓力。
(2)采用前置誘導(dǎo)輪,使液流在前置誘導(dǎo)輪中提前作功,以提高液流壓力。
(3)采用雙吸葉輪,讓液流從葉輪兩側(cè)同時(shí)進(jìn)入葉輪,則進(jìn)口截面增加一倍,進(jìn)口流速可減少一倍。
(4)設(shè)計(jì)工況采用稍大的正沖角,以增大葉片進(jìn)口角,減小葉片進(jìn)口處的彎曲,減小葉片阻塞,以增大進(jìn)口面積;改善大流量下的工作條件,以減少流動(dòng)損失。但正沖角不宜過(guò)大,否則影響效率。
(5)采用抗氣蝕的材料。實(shí)踐表明,材料的強(qiáng)度、硬度、韌性越高,化學(xué)穩(wěn)定性越好,抗氣蝕的性能越強(qiáng)。
提高進(jìn)液裝置有效氣蝕余量的措施
(1)增加離心泵前貯液罐中液面的壓力,以提高有效氣蝕余量。
(2)減小吸上裝置泵的安裝高度。
(3)將上吸裝置改為倒灌裝置。
(4)減小離心泵前管路上的流動(dòng)損失。如在要求范圍盡量縮短管路,減小管路中的流速,減少?gòu)澒芎烷y門(mén),盡量加大閥門(mén)開(kāi)度等。
以上措施可根據(jù)離心泵型號(hào)、選材和泵的使用現(xiàn)場(chǎng)等條件,進(jìn)行綜合分析,適當(dāng)加以應(yīng)用。