泵产生气蚀的原因有哪些
泵的汽蚀发生的原因
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。
水泵汽蚀的原因在水泵进口处,由于吸水高所形成的真空,以及叶轮高速放置而往往使该处压力很低,从而为水的汽化提供了条件。当压力降低到水温的汽化压力时,因汽化而形成的大量水蒸汽汽泡,随未汽化的水流入叶轮内部高压区,汽泡在高压作用下在极短的时间内破裂,并重新凝结成水,汽泡周围的水迅速向破裂汽泡的中心集中而产生很大的冲击力。这种冲击力作用在水泵的壁上,就形成了对水泵的汽蚀。
这是因为:离心泵工作时的扬程、功率和效率等主要性能参数并不是固定的,而是随流量的变化而变化。把其变化关系画在一张座标纸上得出的曲线称离心泵的工作性能曲线或特性曲线。
当流量降低时,会产生哪种情况?节流调节的缺点是泵流量较小时,叶轮容易引起汽蚀。这是因为离心泵的叶轮在原动机的带动下高速旋转,当阀门开度减小,流量太少时,不能将叶轮与液体摩擦所产生的热量完全带走,使泵内液体温度升高。因而引起液体汽化,形成汽蚀。尤其是发电厂中锅炉给水泵更为显著。所以采用节流调节时要设置再循环系统,加大泵的输出流量以防止汽蚀。当给水流量降到最大流量的1/3时,就应开启再循环门,使通过给水泵的流量适当增加,以保证给水泵内液体温度不至上升。
节流调节就是在输送流体的管道上改变阀门的开度来调节泵的流量,即改变管路特性曲线。常用出口端节流调节,因为入口节流调节会使进口压力降低,有引起汽蚀的危险。
为防止此现象,必须考虑泵的安装高度及液体温度使泵在运转时,泵入口的压力大于液体的饱和蒸气压.防止汽蚀在进口处加正压头。
工程上常用办法:
1、降低水泵安装高度(提高其入口井安装高度)
2、为水泵安装前置泵;
3、为水泵加装诱导轮;
4、在入口压力不足的情况下,降低其出口流量;
5、加装再循环系统。
6、改善流道,采用抗汽蚀性能更好的叶轮。
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。
欲防止发生汽蚀必须提高NPSHa,使NPSHa>NPSHr可防止发生汽蚀的措施如下:
1. 减小几何吸上高度hg(或增加几何倒灌高度);
2. 减小吸入损失hc,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. 在同样转速和流量下,采用双吸泵,因减小进口流速、泵不易发生汽蚀;
5. 泵发生汽蚀时,应把流量调小或降速运行;
6. 泵吸水池的情况对泵汽蚀有重要影响;
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。
1、入口压力小于流体输送温度下的饱和蒸气压。
2、泵吸入真空度大于允许吸入真空度。
3、离心泵安装高度提高,导致泵内压力降低。
汽蚀现象。主要发生在叶轮外缘叶片及盖板,涡壳或导轮处,不会发生在叶片进口处。汽蚀导致水泵性能变坏、装置运行不稳定、金属表面材料疲劳剥蚀、噪音和振动加剧等不良后果。因此,在设计和运行管理中要分析、研究和监测水泵汽蚀,及时采取有效的防护措施。
扩展资料
为防止或减轻水泵汽蚀,应从规划设计、水泵选型、制造工艺、材质和运行管理等方面采取措施:
1、正确选定水泵安装高程。
2、正确设计进水池和进水管道或流道。避免池内出现漩涡和偏流,保证进水喇叭口有足够的淹没深度。对于卧式离心泵,叶轮进口前应有不小于4~5倍泵进口直径的直管长度,以使叶轮进口流态较为均匀。
3、及时清淤,避免拦污栅堵塞,以减小吸水管或进水流道的水力损失,提高装置的有效汽蚀余量。避免使用进水管道的闸阀进行水泵工作点的调节,以免造成水泵进口压力减小,流态紊乱,引起水泵汽蚀。
4、正确进行调度,保证水泵在允许汽蚀余量范围内运行。
5、采取措施减小水源的含沙量,避免过流部件被泥沙磨损而使水泵汽蚀性能恶化。
6、注意观测和检査水泵汽蚀部位,如果水泵过流部件已经岀现破坏,应及时进行修补。
7、提高水泵制造工艺,使过流部件表面光洁。
8、其他措施,如向泵内补气、增加诱导轮和采用抗汽蚀材料制造叶轮及泵壳等。
参考资料来源:百度百科-水泵汽蚀
参考资料来源:百度百科-汽蚀现象
汽蚀导致水泵性能变坏、装置运行不稳定、金属表面材料疲劳剥蚀、噪音和振动加剧等不良后果。
当水泵装置的有效汽蚀余量小于水泵的必需汽蚀余量,泵内局部压力降低至该液温下的饱和汽化压力时,在液体内的杂质、微小固体颗粒或液体界面(液体与固体的接触面)的缝隙中存在的气核迅速生长为空泡,并随水流到达高压区,受到周围液体的压缩而迅速溃灭。在空泡溃灭区,金属表面承受一种水锤力,其频率可达毎秒几万次,并且作用在极微小的面积上,因此其应力可以达到几千个大气压力。这样大的应力频繁施加引起金属表面层的塑性变形与硬化,产生局部疲劳和微小裂缝,后者促进着汽蚀的发展。使金属组成部分被击破与剥落。汽蚀可能发生在叶轮叶片的背面和正面,也可能发生在叶轮外缘和叶轮室壁面之间。通常水泵汽蚀使泵的流量、扬程、功率和效率下降,引起机组振动和噪音,缩短设备寿命,影响工程安全。从含沙量高的水流中取水的水泵,情况更为严重。
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