水泵气蚀现象产生的原因

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

汽蚀是当流道（可以是泵、水轮机、河流、阀门、螺旋桨甚至人和动物的血管等）中的液体（可以是水、油等）局部压力下降至临界压力（一般接近汽化压力）时，液体中气核成长为汽泡，汽泡的聚积、流动、分裂、溃灭过程的总称。

泵在吸入真空度大于允许吸入真空度时，发生汽蚀现象。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。例如流量大于设计流量时发生在叶片进口靠近前盖板的叶片正面处(K1)。当叶轮入口处压强下降至被送液体在工作温度下的饱和蒸汽压时，液体将会发生部分汽化，生成的气泡将随液体从低压区进入高压区，在高压区气泡会急剧收缩，凝结，其周围的液体以极高的速度冲向原气泡所占空间，产生高强度的冲击波，冲击叶轮和泵壳，发生噪音引起震动。由于长期受到冲击力反复作用以及液体中微量溶解氧的化学腐蚀作用，叶轮局部表面出现斑痕和裂纹甚至成海绵状损坏。

易产生汽蚀现象的泵类产品是一些离心泵产品，例如立式离心泵或者卧式离心泵。各种水泵产生汽蚀的原因通常有以下几点：

1、在使用安装卧式离心泵时水泵的安装高度太高。离心泵安装高度过高，离心泵的吸水口处的真空度不断增加，导致离心泵腔内压力降得过低，这也就是水泵产生汽蚀的原因之一。

2、 水泵的实际使用工况与泵出厂设计工况点相差太多。当水泵在不在允许工况点附近下运行时，也会在离心泵叶轮下面发生自下而上的涡带。当涡带的中心压力降低到 蒸汽饱和压力 时，此涡带就会变为汽蚀带。当此涡带延生到泵内时，不但能促使与加重水泵叶轮及泵体的汽蚀，甚至还会引起水泵的激烈振动和发出不正常的声音，这也是水泵产 生汽蚀的原因。

3、水泵的入水流量不够。由于管道泵的进口管道弯头太多或者进口管径太小导致进口流量及压力分布不均匀，导致水泵的进口流量不够进水池水流太快产生漩涡也会使水泵的入口将空气吸入，同样也会使水泵入口流量不够、压力分布不均匀，从而导致水泵产生汽蚀的现象。所以水中含气量太大，则 水泵发生汽蚀的现象更容易。

4、水泵使用地区的海拔太高，通常在高海拔地区使用水泵，大气压力特别低，这样会使水泵进口口的压力也相对较低或者水泵输送的水温度太高，出现冒泡的现象，水温较高时，蒸汽饱和压力就会越大，水就越容易汽化，这也是 水泵产生汽蚀的原因。

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。

首先，先了解什么是气蚀：气蚀又称空蚀、穴蚀，是流体在高速流动和压力变化条件下，与流体接触的金属表面上发生洞穴状腐蚀破坏的现象。常发生在如离心泵叶片叶端的高速减压区。流体在此处形成空泡，空泡在高压区被压破并产生冲击压力。这个冲击压力会破坏金属表面上的氧化保护膜，而使腐蚀速度加快。空蚀的特征是先在金属表面形成许多细小的麻点，然后逐渐扩大成为孔穴。

其次，一般气蚀形成的原因是：由于离心泵的吸入口流体压力会下降，当液体的压力低于对应温度下的饱和蒸气压时，将形成气泡。另外，溶解在液体中的其他气体也可能析出而形成气泡。随后，当气泡流动到液体压力超过饱和压力的地方时，气泡便会溃灭。在溃灭瞬时会产生冲击力。固体表面经受这种冲击力的多次反复作用，材料腐蚀加速，使表面出现小凹坑。

第三：离心泵很难在长期运行过程中彻底消除空蚀。减少空蚀的有效措施是尽可能防止气泡的产生。首先应使与液体接触的表面具有很好的流线型，避免在局部地方出现涡流，因为涡流区压力低，容易产生气泡。此外，应当减少液体中溶解的气体含量和液体流动中的扰动，也可以限制气泡的形成。

液体在一定温度下，降低压力至该温度下的汽化压力时，液体便产生汽泡。把这种产生气泡的现象称为汽蚀。汽蚀时产生的气泡，流动到高压处时，其体积减小以致破灭。这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。

泵在运转中，若其过流部分的局部区域（通常是叶轮叶片进口稍后的某处）因为某种原因，抽送液体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，严重时会将壁厚击穿。

在水泵中产生气泡和气泡破裂使过流部件遭受到破坏的过程就是水泵中的汽蚀过程。水泵产生汽蚀后除了对过流部件会产生破坏作用以外，还会产生噪声和振动，并导致泵的性能下降，严重时会使泵中液体中断，不能正常工作。

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。

1）泵的性能突然下降。泵发生汽蚀时，叶轮与液体之间的能量传递受到干扰，流道不但受到气泡的堵塞，而且流动损失增大，严重时，泵中液流中断，泵不能工作。

2）泵产生振动和噪音。

3）泵的过流部件表面受到机械性质的破坏以外，如果液体汽化时放出的气体有腐蚀作用，还会产生一定的化学性质的破坏（但前者的破坏是主要的）。严重时，叶轮的表面（尤其在叶片入口附近）呈蜂窝状或海绵状。

水泵发生气蚀的原因：

泵发生汽蚀是由于液道入口附近某些局部低压区处的压力降低到液体饱和蒸汽压，导致部分液体汽化所致。所以，凡能使局部压力降低到液体汽化压力的因素都可能是诱发汽蚀的原因。产生汽蚀的条件应从吸入装置的特性，泵本身的结构以及所输送的液体性质三方面加以考虑。

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。

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。