水泵气蚀现象产生的原因?
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。
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
1.入口管路漏气。
2.液面太低,吸入空气。
3.入口管路设计不合理,最高点高于叶轮(仅指吸上水)。
4.安装方式不合理,有的地方大气压力小,而选用的泵本身的汽蚀余量较大,或管径过小阻力较大, 只能采用倒灌水时采用了吸上水。
5.液体气化压力加大。
6.选型错误,泵严重偏离最佳工作点。
7.排除空气阀损坏,空气未排净或其他原因导致管路及泵体空气排不尽。
具体原因:水泵的汽蚀是由水的汽化引起的,所谓汽化就是水由液态转化为汽态的过程。水的汽化与温度和压力有一定的关系,在一定压力下,温度升高到一定数值时,水才开始汽化;如果在一定温度下,压力降低到一定数值时,水同样也会汽化,把这个压力称为水在该温度下的汽化压力。如果在流动过程,某一局部地区的压力等于或低于与水温相对应的汽化压力时,水就在该处发生汽化。汽化发生后,就会形成许多蒸汽与气体混合的小汽泡。当汽泡随同水流从低压区流向高压区时,汽泡在高压的作用下破裂,高压水以极高的速度流向这些原汽泡占有的空间,形成一个冲击力。金属表面在水击压力作用下,形成疲劳而遭到严重破坏。因此我们把汽泡的形成、发展和破裂以致材料受到破坏的全部过程,称为汽蚀现象。
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。
相应措施
1、增加入口管径大小,减少入口管路长度,消除液体回流现象,为流体提供一个良好的锥形入口;换句话说就是减少入口管路损失,改善入口条件。
2、增加高比速率的叶片数,或者可变翼的叶片在液体刚开始通过叶输眼时候,调整在低比速率的角度上,尽量减至最少的吸入扬程,再慢慢转到固定的流量扬程条件下。
3、充分的入口流道面积,不让入口产生生预旋现象,而且在叶输有一较好的流道,足够获得最佳的空蚀特性。
4、当操作时无法避免空蚀,或其它部位少量的空蚀不可能消除的时候,使用特殊材质可以抵抗泵浦空蚀而减少表面腐蚀。
5、发生噪音和振动起源于空蚀现象,可由减少或消除至极少量的空气进入泵浦入口來解决这个问题。