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(dāng)離心泵的吸入高度過(guò)大、液體溫度比較高時(shí)(或兩種現(xiàn)象同時(shí)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(huì)在泵進(jìn)口處沸騰汽化，從而形成無(wú)數(shù)小氣泡。這些小氣泡隨水流進(jìn)高壓區(qū)時(shí)，由于壓差的作用，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)烈的水擊現(xiàn)象，并以很高的沖擊頻率打擊過(guò)流部件表面，沖擊應(yīng)力可達(dá)幾百至幾千個(gè)大氣壓。

　　氣泡不斷地形成與破裂，強(qiáng)大的水力沖擊以高頻率(600-25000Hz)反復(fù)作用在葉輪上，時(shí)間一長(zhǎng)，就會(huì)使葉輪的葉片逐漸因疲勞而剝落。對(duì)于金屬泵，氣泡中還夾雜有一些活潑氣體(如氧氣)，對(duì)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(jī)械剝蝕。另外，氣泡形成與破裂的過(guò)程中，會(huì)使過(guò)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(jī)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(diǎn)，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(duì)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(shí)，將不會(huì)出現(xiàn)化學(xué)腐蝕和電化腐蝕，但因氟塑料的機(jī)械強(qiáng)度低于金屬材料，汽蝕嚴(yán)重時(shí)，氣泡產(chǎn)生的強(qiáng)大沖擊力及高頻率將損壞葉輪前蓋板;對(duì)于殼體，汽蝕所產(chǎn)生的沖擊會(huì)將殼體襯塑層呈現(xiàn)氣孔狀、魚(yú)鱗狀等破壞，嚴(yán)重時(shí)，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(duì)泵產(chǎn)生的影響：

　　1.泵發(fā)生汽蝕后會(huì)引起噪音和振動(dòng)。泵發(fā)生汽蝕時(shí)，水流質(zhì)點(diǎn)互相碰撞和擠壓，會(huì)產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)，造成機(jī)組零部件的破壞，嚴(yán)重時(shí)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(dòng)和破滅產(chǎn)生噪音，危害泵站中運(yùn)行操作人員的健康。

　　2.引起泵工作參數(shù)的下降。當(dāng)泵汽蝕較嚴(yán)重時(shí)，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(dòng)的連續(xù)性遭到破壞，泵的流量、揚(yáng)程和效率等參數(shù)均會(huì)明顯下降。

　　3.引起泵葉輪的破壞。對(duì)于金屬泵，汽蝕所產(chǎn)生的一系列反應(yīng)會(huì)將葉輪材料呈現(xiàn)海綿狀、溝槽狀、魚(yú)鱗狀等破壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)葉片的蝕穿;對(duì)于襯氟泵，汽蝕現(xiàn)象所產(chǎn)生的的沖擊力會(huì)損壞葉輪的前蓋板。

　　4.造成泵軸承、機(jī)械密封干磨導(dǎo)致物料泄露。當(dāng)泵汽蝕較嚴(yán)重時(shí)，會(huì)使泵中的液流中斷，此時(shí)泵還處于工作狀態(tài)，泵的軸、軸承、軸套，密封件會(huì)因汽蝕缺液后干磨導(dǎo)致急劇升溫，零部件會(huì)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(duì)離心泵的危害較大，離心泵即使在輕微的汽蝕下長(zhǎng)期工作也是不允許的。

　　泵安裝高度的計(jì)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(dāng)輸送溫度較高的易揮發(fā)性液體時(shí)，更要注意。泵的吸入口中心到儲(chǔ)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(dāng)?shù)卮髿鈮?、介質(zhì)飽和蒸汽壓力相關(guān)，例：(以20度清水計(jì)算)

　　吸程=當(dāng)?shù)卮髿鈮?0.33米(公式中以標(biāo)準(zhǔn)大氣壓計(jì)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(shí)際安裝高度值應(yīng)小于計(jì)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(zhǎng)度，彎頭和附件等;  

　　3.防止長(zhǎng)時(shí)間在大流量下運(yùn)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(shí)，應(yīng)把流量調(diào)小或降速運(yùn)行;

　　6.對(duì)密封容器中加壓;

　　7.對(duì)于在苛刻條件下運(yùn)行的泵，為避免汽蝕破壞，可使用耐汽蝕材料。

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