离心泵气蚀与应急处理.docVIP

离心泵的汽蚀 在设计、选择和使用离心泵时，通常需要根据泵的吸入能力来确定和核算泵的安装高度，以保证泵能正常地吸入液体。而离心泵能不能正常吸入液体又与吸入口处液流的状况有密切关系。 1．离心泵的汽蚀 从离心泵的工作原理我们知道：流体之所以能被顺利地吸入叶轮，是由于叶轮中心处的流体被离心力甩出叶轮，在叶轮中心处由于流体的减少而形成低压区，流体在压力差的作用下被吸入叶轮。 事物都有两面性，从某种意义上讲，叶轮中心处低压区的形成是液体被吸入叶轮的先决条件，并在一定范围内，叶轮中心处与吸入罐之间的压差越大，流体越容易被吸入。但液体的形态是随温度和压力不同而转化的，如水在20℃，2．4×103Pa时要气化。一般情况下，温度一定时，压力越低，液体越容易气化；压力一定时，温度越高，液体越容易气化。因此，在离心泵的工作过程中，如果叶轮中心处的压力低于液体在输送温度下的气化压力Pt，液体就要发生气化现象。由于液体在离心泵叶轮内的气化引起的对离心泵正常工作的影响称为汽蚀。 1）汽蚀现象 在离心泵的使用过程中，有时会出现一些异常现象，如：在泵内产生一种特殊的噪声和振动，此时，泵理论排量排量、压头和效率都显著下降，严重时甚至泵的吸入过程也会中断，这种情况通常称为泵的汽蚀现象。 离心泵最易产生汽蚀的地方是在吸入管与叶轮进口处叶片的背面，为了防止汽蚀现象的出现，保证正常的吸入，在安装离心泵时，应进行泵的最大允许安装高度的计算。 2）汽蚀产生的过程 （1）气体逸出，形成小汽泡 如上所述，当离心泵叶轮入口处的液体压力低于输送温度下液体的气化压力pt时，液体就开始气化；同时，原来溶于液体中的其他气体(如水中的空气)也可能逸出。此时，液体中有大量的小汽泡形成。这种现象也称为空化。 （2）汽泡溃灭，重新凝结 由气化和溶解气逸出形成的小汽泡，随液体在叶轮流道内一起流动，压力逐渐升高，当压力达到液体的气化临界值(泡点压力)时，汽泡在周围液体压力的挤压下，将会溃灭，重新凝结。 （3）形成空穴，产生汽蚀 当气泡溃灭，重新凝结时，气体所占体积迅速减小，在流道内形成空穴。这时，空穴周围的液体便以极快的速度向空穴冲来，形成液体质点间或液体质点与金属表面间的相互撞击。这种由空穴产生的撞击称为水力冲击。气泡越大，溃灭时形成的空穴就越大，水力冲击就越强。 实践证明，这种水力冲击速度快，频率高(可达每秒上万次)；有时产生的气泡内还夹杂有某些活泼性气体(如O2)，它们在凝结时放出热量，使局部温度升高。这些现象，一方面使叶轮表面因疲劳而剥落；另一方面，由于温差电池的形成，对金属造成电化学腐蚀，加快了泵叶轮等金属构件的破坏速度。 这种液体的气化、凝结、水击和腐蚀的综合现象叫汽蚀。 3）汽蚀的主要原因 叶轮进口处的压力低于输送温度下液体的汽化压力pt引起的。 造成叶轮进口处的压力过分降低的原因可能有：吸入高度过高；所输送的液体温度过高；气压太低；泵内流道设计不完善而引起液流速度过大等。 4）汽蚀对离心泵工作的影响 （1）引起噪音和振动 汽泡溃灭时，液体质点互相撞击，产生各种频率的噪音，有时可听到“噼噼”“啪啪”的爆破声，同时伴有机器的振动。在这种情况下，泵就不能继续工作了。 （2）引起泵工作参数的下降 当泵汽蚀较严重时，泵叶轮内的大量气泡将阻塞叶轮流道，使泵内液体流动的连续性遭到破坏，泵的流量、扬程和效率等参数均会明显下降，严重时会出现“抽空”断流现象。这种情况下，泵也不能继续工作了。 （3）引起泵叶轮的破坏 泵发生汽蚀时，由于机械剥蚀(冲击作用)和电化学腐蚀(温差电池)的共同作用，使叶轮材料呈现海绵状、沟槽状、鱼鳞状等破坏，严重时会出现叶片的蚀穿。 汽蚀现象对离心泵的危害较大，离心泵即使在轻微的汽蚀下长期工作也是不允许的。 2．汽蚀余量 从汽蚀产生的过程可知，要避免离心泵运行中汽蚀的产生，就必须使叶轮入口处的最低压力高于输送条件下的液体气化压力。高出的这部分压力，我们称之为汽蚀余量。 1）有效汽蚀余量 泵的吸入装置如图1-39所示。其有效汽蚀余量（△hs）是指液流在泵的吸入口处所具有的高出液体气化压力的能头。可用式1-16表示。 （1-16） 式中 pA—液体吸入液面上的压力，Pa； Pt—液体的汽化压力，Pa； Hg1—泵吸入口与液面之间的高度差，m； HL—泵吸入管路的流动摩阻损失，m。 从定义式可以看出，离心泵的有效汽蚀余量是与泵的吸入装置特性有关的参数。即：离心泵的有效汽蚀余量等于吸液面上的能头在克服吸入管路的流动摩阻损失并把液体提高到Hg1的高度后，所剩余的超过液体在输送温度下气化压力的能头。 离心泵的有效汽蚀余量与泵吸入装置的安装高度、操作条件、吸入管的尺寸等有关，与泵自身的结构尺寸