水泵汽蚀的类型有
水泵汽蚀是指水泵过流系统中低压区的气泡随水流到达高压区被压缩而迅速溃灭所引起的水力性能恶化和过流部件损坏的过程
特点
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。
汽蚀机理与危害
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。
汽蚀防护措施
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。
液体在叶轮入口处流速增加,压力低于工作水温的对应的饱和压力时,会引起一部分液体蒸发(即汽化)。蒸发后的汽泡进入压力较高的区域时,受压突然凝结,于是四周的液体就向此处补充,造成水力冲击。这种现象称为汽蚀。
由于连续的局部冲击,会使材料的表面逐渐疲劳损坏,引起金属表面的剥蚀,进而出现大小蜂窝状蚀洞,除了冲击引起金属部件损坏外,还会产生化学腐蚀现象,氧化设备。汽蚀过程是不稳定的,会使水泵发生振动和产生噪声,同时汽泡还会堵塞叶轮槽道,致使扬程、流量降低,效率下降。
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。
1)改变叶轮形状的设计及优化叶轮的结构参数,改善汽蚀产生的外部条件;
2)叶片及其他水流经的部件应选用抗汽蚀性能良好的材料;
3)减少吸入管的压力损失∑h、吸入管路系统包括底阀、虑水器、管路、弯头、等,使这些部位的安装设计合理,减少损失,也是降低水泵发生汽蚀现象的重要途径;
4)减少泵本身必须的汽蚀余量,为此,可适当加大手级叶轮吸入口直径,或采用无底阀排水。(2)使用方面。
1)在安装允许的条件下,尽量减小泵的吸水高度。这样使泵运行中的允许汽蚀余量更大些。一般情况下安装高度在2~3.5m时,降低泵发生汽蚀现象。
2)降低井水的密度,含煤粉和泥沙的矿井水,为了减小矿水密度以减少泵的汽蚀,应在矿井排水之前做沉淀处理。
3)减小水流进泵吸入口的平均流速。
气蚀问题:
泵在运转中,若其过流部分的局部区域的绝对压力降低到当时温度下的液体汽化压力时,液体便在该处开始汽化,产生大量蒸汽,形成气泡。当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时,气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。在气泡凝结破裂的同时,液体质点以很高的速度填充空穴,在此瞬间产生很强烈的水击作用,并以很高的冲击频率打击金属表面,冲击应力可达几百至几千个大气压,冲击频率可达每秒几万次。气蚀可破坏金属表面的保护膜,使腐蚀速度加快;金属表面在这种冲击力的多次反复作用下,金属发生疲劳脱落,使表面出现小凹坑,进而发展成海绵状,严重时会将壁厚击穿。
解决方案:
建议采用高分子复合材料来解决,如福世蓝的128L自流平高聚物陶瓷复合材料,其高密度的分子量及光滑表面,不但提高抗气蚀的能力,还可以提高泵效。由于它的特殊分子结构赋予的高弹性,适应交替变形和温度的变化等性能,确保材料的吸震性、耐磨性的提高,可以抵抗大多数环境下的磨损、冲蚀等工况。