自吸泵产生汽蚀的原因是什么
离心油泵的吸入动力是靠吸入液面上压力与叶轮甩出液体后形成的低压差。叶轮入口处压力越来越低,则吸入能力越大,但若低于饱和蒸汽压则出现汽泡,原来溶于液体中的气体也逸出,这些小汽泡随气流流到叶轮内高压区时,在周围液体较高压力作用下,便会重新凝结,体积缩小,好似形成一个空穴,这时周围液体又以极高速度向空穴冲来,产生很高的局部压力,连续击打叶轮表面,这种高速、高压的水力冲击,叶片表面便因疲劳而剥蚀呈现麻点,蜂窝海绵状。 这种汽化一凝结一冲击一剥蚀现象,就称为汽蚀现象。 防止CYZ自吸式离心油泵 汽蚀可以采用的方法: (1)提高离心泵本身抗汽蚀性能的措施:这些措施主要是靠设计与制造单位来实现的,例如可以改变叶轮的进口几何形状,采用双吸式叶轮,也可以采用较低的叶轮入口速度,加大叶轮入口直径。 (2)适当增大叶片入口边宽度,也可以使叶轮入口相对速度减少。 (3)采用抗汽蚀材料制造叶轮。 (4)提高装置有限汽蚀余量,如增大吸入罐液面上的压力,合理确定几何安装高度,都可以提高泵的有效汽蚀余量。 (5)减少吸入管路阻力损失,降低液面的汽化压力,都可以提高有效汽蚀余量。
汽蚀在自吸泵如果内局部压力低于水的饱和蒸汽压力时容易发生的,一般自吸泵产生汽蚀的原因有:
一、自吸泵安装位置不当,在高度过高时泵进口处的真空度增加会发生汽蚀;
二、自吸泵实际工况过载时会加重水泵某些部件的汽蚀,而且还会引起机组的强烈振动,并发出轰鸣声。
需要说的自吸泵的进水条件不好以及海拔较高是也会导致自吸泵产生汽蚀的。
1、是否泵的扬程富裕量太大,或入口过滤网阻力大,导致泵流量大时出现汽蚀。
2、扬程选高了,这种现象太常见了。
3、是否出口阀开到25%就已经达到泵的设计要求,比如流量、压力都已经满足设计要求。
4、如果泵的扬程富余量大,泵的工作点偏移设计值,流速增大,另外入口过滤网形式应是简易的临时过滤器,阻力大,这都可能引起汽蚀问题。至于泵出口压力表波动很小,应与泵出口的背压有一定关系。
当泵的入口压力低于该温度下的饱和蒸汽压力时,液体就汽化,同时还有可能有溶解在液体内的气体从液体中逸出,形成大量的小汽泡,这些小汽泡随液体流到叶轮的流道内,叶轮旋转时产生的压力大于饱和蒸汽压时,这些小汽泡重新凝结、馈灭,形成一个空穴。这时周围的液体以极高的速度向这个空穴冲来,液体的质点互相撞击形成局部水利冲击,使局部压力可达数百个大气压。汽泡越大,其凝结馈灭时产生局部水击越大,这种水力冲击的速度很快,频率可达2500次/s,在叶轮表面发生猛烈的撞击,产生机械腐蚀。上述这种液体的汽化、凝结、冲击和对金属剥蚀的综合现象就称为汽蚀。
汽蚀危害
汽泡馈灭时,液体质点互相撞击,会产生噪音,汽蚀严重时会产生振动,流量、扬程、效率会明显下降,甚至会出现“抽空”现象,同时叶轮会因汽蚀剥蚀减薄,甚至叶片和盖板被穿透。
发生汽蚀的基本条件
发生汽蚀的基本条件是叶片入口的最低液流压力低于该温度下液体的饱和蒸汽压力。
有效汽蚀余量是指介质自吸入罐经吸入管道到达泵入口后,所富余的高出汽化压力的那部分能头,这个富余能头习惯上称为有效汽蚀余量,用符号Δha表示。它的数值大小与吸入管路优劣有关,与泵本身无关。当NPSHa数值大时,表示吸入管路设计合理,其值愈大愈好,要强调的是上述都是指泵在输送液体为水且又在常温时。当输送液体为烃时,其汽化压力和烃的化学结构有关,要进行必要的修正。当非常温时,就是输水也要进行饱和蒸汽压的修正。在高原地区因大气压低,也要进行必要的修正。 有效汽蚀余量数值的大小与泵吸入罐的压力、温度、吸入管道的几何安装高度、介质的性质等操作条件有关,与泵本身的结构尺寸无关,因此有效汽蚀余量又称为泵装置的有效汽蚀余量。泵的必需汽蚀余量表示介质从泵入口到叶轮内最低压力点处的全部能量损失,用Δhr 表示。这个值越小,泵越不容易发生汽蚀。
离心泵的有效汽蚀余量与必需汽蚀余量关系的关系
离心泵入口处的富余能量Δha若能克服这个能量损失Δhr还有剩余,即Δha>Δhr,则表示介质流到叶轮最低压力点时,其压力还可高于介质的饱和蒸汽压力而不至于汽化,所以就不会发生汽蚀,反之Δha<Δhr,介质就汽化,泵就会发生汽蚀。
水泵气蚀现象产生的本质原因是入口压力小于流体输送温度下的饱和蒸气压导致的。
泵进水口处的绝对压力减小到当时水温下的汽蚀压力时,水发生汽化。水在入水口形成气体,从而入水口形成许多小气泡。这些小气泡随水流进高压区时,气泡迅速破裂,周围液体立即填充原气泡空穴,由于气泡破裂时间很短,所以形成高达几百兆帕的水力冲击。
气泡不断地形成与破裂,巨大的水力冲击以每秒钟几万次的频率反复作用在叶轮上,时间一长,就会使叶轮的叶片逐渐因疲劳而剥落;同时,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,这种现象称之为汽蚀。
汽蚀现象发生后对泵的影响:
1、泵的性能改变
汽蚀初生时,对水泵外特性并无明显影响。汽蚀发展到一定程度后,水泵的功率、效率、流量和扬程等参数会突然下降。当汽蚀充分发展后,水流的有效过流面积会减小很多,以致引起水流中断,不能工作。
2、引起振动和噪声
气泡破裂时,液体质点互相冲击,产生噪音和机组振动,两者互相激励使泵产生强烈振动,称为汽蚀共振现象。
3、过流部件表面的破坏
汽蚀破坏将大大缩短水泵的寿命,剥蚀和腐蚀严重时,会产生叶片断裂或穿孔等重大事故。