水泵汽蚀产生的机理与对策

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

1影响汽蚀的因素由于叶轮叶片人口附近液体压力小于或等于液体输送温度下的饱和蒸汽压力时，液体就汽化，同时还可能有溶解在液体内的气体逸出，形成大量气泡.气泡随液体流到叶轮及泵壳流道内压力较高处时又瞬时凝结溃灭。在气泡凝结溃灭的瞬间，气泡周围的液体迅速冲人气泡凝失形成的空穴.形成强大的局部高频高压水击，金属表面因疲劳而产生剥蚀；同时，由于活泼气体(如氧气)的存在以及气泡凝结时产生的局部高温，导致金属表面发生电化学腐蚀。上述这-过程称为汽蚀现象[ 。

在汽蚀发生的过程中，气泡凝结破裂，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。

收稿日期：2012-11-14 修回日期：2012-11-20影响液体压力和饱和蒸汽压力的因素都会影响汽蚀的发生。

1)泵进口的结构参数：包括叶轮吸人El的形状、叶片人口边宽度及叶片进 口边的位置和前盖板形状等。

3)泵的安装位置：包括泵的吸人管路水力损失及安装高度。

2 水泵汽蚀的检测方法水泵是否发生汽蚀，除在汽蚀破坏后观察法外，可以采用超声波法、泵体外噪声法、泵体外振动法等方法判断[ 。

2.1观察法破坏表面观察法是在事后观察方法，根据破坏的表面形状来进行判断。由于汽蚀、铸造气孔、冲刷磨损、腐蚀等均会造成金属表面形状与理想形状的不同，汽蚀破坏的金属表面通常显现蜂窝状，它是由局部高速水打击金属而使金属表面疲农业装备与车辆工程劳破坏，所以蜂窝孔-般是与外部相通的，大多数的坑槽与金属表面垂直。铸造缺陷的疏松往往深藏在金属内部，有时由于水流的冲刷将金属内部的疏松、气孔呈于表面而误认为是汽蚀，但当我们用机械的方法继续去除表面时会发现其内部仍有气孔。冲刷磨损痕迹往往出现与水流方向相同的沟槽，但要注意有时有水流旋涡。

但由于噪声法受周围环境噪声的影响较大，当显示其强度最高时。-般水泵汽蚀已达到非常强烈的阶段，这时人耳已能通过强烈的汽蚀爆裂声判别汽蚀饿。因此，泵体噪声法不太适合现赤测汽蚀的发生。

2.3泵体外振动法这种方法是通过加速度计探头测量泵体振动频率的-种方法，方法简单，但灵敏度较低。特别对于大泵，泵体刚度大。对泵内局部汽蚀引起的汽泡溃裂所产生的激振反应迟钝，同时，泵上振源较多。由于汽蚀引起的振动常被掩没在其它振动之中.因此，振动法只适宜作为现赤测汽蚀的辅助手段。

2.4超声波法超声波法测量汽蚀方法简单，调试方便，且不受其它环境噪声的干扰，对汽蚀的发生和发展敏感性强。因此，作为泵站现赤视汽蚀是-种比较理想的方法。

3 解决水泵汽蚀问题的几个方案根据以上对影响汽蚀因素的分析，我们可以得到如下几个解决离心泵汽蚀问题的方案：3.1改进泵入口的结构参数适当加大叶轮进 口直径及增大叶片入 口宽度。当叶轮进口直径和叶片入口宽度增大时，其叶轮进口绝对速度和相对速度均减小，泵的临界汽蚀余量降低。但此时叶轮进口处的减漏环面积增大，泄漏量增加，泵的容积效率会降低。这-方案适于在离心泵的设计制造阶段，该方法在生产现耻少采用。

3.2 在泵的吸入口加装诱导轮[。]加装诱导轮，其产生的压力对叶轮入口增压，提高泵的抗汽蚀性能。但加设诱导轮，会使水泵性能不稳定，因此，尚需对其进行进-步的探索和研究。诱导轮结构简单.易于制造安装，运行维修方便，造价低，但需要-定的安装空间。

3.3合理设计吸入管路及调整安装高度通过提高吸液面位置或降低泵的安装高度，必要时采用倒灌方式。该方法虽能彻底消除汽蚀问题.但在生产现场却很少采用。这是因为调整泵的吸入管路及安装高度工程量大，施工费用高，并且受施工环境的制约。只有在装置停车或大检修时才能进行；同时，由于工艺条件的限制 ，调整泵的吸人管路及安装高度又将影响后续工艺，具有连锁反应。

3.4采用双吸式叶轮的水泵由于双吸泵的汽蚀余量比单级单吸泵的汽蚀余量小，对于转速和流量相同的泵，尽量采用双吸式叶轮。

3.5优化工艺操作条件在工艺条件允许的情况下，改变泵的流量、扬程、转速及介质的操作温度等操作参数，可以避免汽蚀的发生。但由于工艺条件的限制，优化工艺操作条件具有很大的局限性，大部分情况下效果并不显著。所以，可将该方法作为解决汽蚀问题的辅助方法。

3.6 提高过流部件材料的抗汽蚀能力为了减轻汽蚀对水泵过流部件的损坏，延长其使用寿命，往往选用抗汽蚀性能较强的材料。如采用铸锰、青铜、不锈钢及合金钢等材料铸造叶轮：或用聚合物涂复或激光喷镀过流部件表面以抵抗汽蚀破坏。另外，对过流部件表面进行精加T，提高其光洁度，也可减轻汽蚀的危害。

4 结语水泵的汽蚀现象.给水泵的正常运行带来了非常大的危害。同时，由于汽蚀的特性，水泵汽蚀在现实中又不可避免。采认理的措施，把水泵的汽蚀降低到最小程度，既保证了水泵的正常运行，又减少了水泵的检修频次，从侧面提高了水泵的节能效果，从节约能源、提高效率、降低检修率和安全生产等方面值得推广。