7-泵与风机-泵的汽蚀.pptVIP

锅炉辅助设备 ---泵的汽蚀 锅炉辅助设备 本讲主要内容： 汽蚀现象及其对泵工作的影响 吸上真空高度 汽蚀余量 汽蚀相似定律及汽蚀比转速 提高泵抗汽蚀性能的措施 锅炉辅助设备 本讲主要内容： 汽蚀现象及其对泵工作的影响 吸上真空高度 汽蚀余量 汽蚀相似定律及汽蚀比转速 提高泵抗汽蚀性能的措施 汽蚀现象及其对泵工作的影响 汽蚀现象：泵内反复出现液体的汽化与凝聚过程而引起对流道金属表面的机械剥蚀与氧化腐蚀的破坏现象称为汽蚀现象，简称汽蚀。 气蚀原因 汽蚀过程 对泵工作的危害 对比转数不同的泵性能的影响 汽蚀现象及其对泵工作的影响 汽蚀原因：如果泵内的最低压力高于该温度的饱和蒸汽压力，水就不会在泵内汽化生成气泡，水泵就不会发生气蚀。因此，气蚀是由水的汽化引起的。 由于水泵安装过高，在设计工况下运行时，叶片进口背面出现低压区，导致叶片背面发生气蚀。 当水泵流量大于设计流量时，叶轮进口相对速度ω1的方向偏离设计方向，β1增大，叶片前缘正面发生脱流和漩涡，产生负压，可能出现汽化而引起叶片正面发生气蚀。 当流量小于设计流量时，叶轮进口水流相对速度向相反方向偏离，β1减小，叶片进口背面产生脱流和漩涡，出现低压区，发生气蚀。 泵内水流通过突然变窄的间隙时，流速升高而压力降低，发生气蚀。 水泵过流部件铸造质量较差，表面粗糙，凸凹不平，水流在突出物下游产生漩涡，引起局部压力降低，发生气蚀。 汽蚀现象及其对泵工作的影响 汽蚀类型及发生部位：根据泵内气蚀发生的原因，可将气蚀类型分为叶面、间隙和粗糙三种。 叶面气蚀：水泵安装过高，或流量偏离设计流量时所产生的气蚀现象，其气泡的形成和溃灭基本上发生在叶片的正面和反面，叶面气蚀是水泵常见的气蚀现象。 间隙气蚀：在离心泵密封环与叶轮外缘的间隙处，由于叶轮进出水侧的压力差很大，导致高速回流，造成局部压降，引起间隙气蚀。轴流泵叶片外缘与泵壳之间很小的间隙内，在叶片正反面压力差的作用下，也因间隙中的反向流速大，压力降低，在泵壳对应叶片外缘部位引起间隙气蚀。 粗糙气蚀：水流经过泵内粗糙凸凹不平的内壁面或过流部件表面时，在凸出物下游发生的气蚀。 汽蚀现象及其对泵工作的影响 汽蚀过程： 压力低于汽化压力，由于汽化现象，产生小气泡； 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，迅速凝结而破裂，汽泡破裂的瞬间，产生局部空穴，高压水以极高的速度流向这些原汽泡占有的空间，成一个冲击力； 大气泡在冲击力的作用下又分成小汽泡，再被高压水压缩、凝结，如此形成多次反复，在流道表面形成极微小的冲蚀。冲击力形成的压力可高达几百甚至上千MPa，冲击频率可达每秒几万次（冲击、剥蚀）； 由液体中逸出的氧气等活性气体，借助汽泡凝结时放出的热量，也会对金属起化学腐蚀作用。 泵内汽蚀对泵工作的危害 (1)材料的破坏 汽蚀发生时，由于机械剥蚀与化学腐蚀的共同作用，致使材料受到破 坏，右图所示为一个受汽蚀破坏的离心泵叶轮示例。 (2)噪声和振动加剧 汽泡破裂和高速冲击会引起严重的噪声。 (3)性能下降 汽蚀发展严重时，大量汽泡的存在会堵塞流道的截面，减少流体从叶轮获得的能量，导致扬程下降，效率也相应降低。这时，泵的外部性能有明显的变化。 对比转数不同的泵性能下降的影响 ns=70的离心式泵，几何安装高度增加时，断裂工况偏向流量小的方向，泵的使用范围变窄。 ns=150 双吸离心泵 ns=690的轴流式泵 原因分析 对比转数不同的泵性能下降的影响 ns=150的双吸离心泵其断裂工况比较缓和，没有明显的断裂点，其扬程和效率曲线是逐渐下降的。 返回 ns=690的轴流式泵汽蚀后的性能曲线图上几乎看不出汽蚀发生时的断裂工况点。 对比转数不同的泵性能下降的影响 返回 原因分析： 在低比转数的离心泵中，由于叶片宽度小，流道窄且长，在发生汽蚀后，大量汽泡很快就布满流道，影响流体的正常流动，造成断流，致使扬程、效率急剧下降。 在比转数大的离心泵中，叶片宽度大，流道宽且短，因此汽泡发生后，并不立即布满流道，因而对性能曲线上断裂工况点的影响就比较缓和。 在高比转数的轴流泵中，由于叶片数少，具有相当宽的流道，汽泡发生后，不可能布满流道，从而不会造成断流，所以在性能曲线上，当流量增加时，就不会出现断裂工况点。 返回 锅炉辅助设备 本讲主要内容： 汽蚀现象及其对泵工作的影响 吸上真空高度 汽蚀余量 汽蚀相似定律及汽蚀比转速 提高泵抗汽蚀性能的措施 吸上真空高度Hs 1、几何安装高度 取吸水池液面为基准面，列出水面e—e和泵入门s—s断面的伯诺利方程式： 当液面压力就是大气压力时，pe=pamb,则有 泵的几何安装高度Hg与液面压力、入口压力