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从更高层面理解汽蚀对离心泵的影响

发布时间:2021-12-07      点击次数:108

汽蚀是离心泵的常见问题,会引起泵振动和噪音的增加、性能的下降、造成泵零部件的严重损坏。只有全面、正确地理解离心泵的汽蚀性能,才能科学合理地设计或选择出满足用户装置要求的产品。

泵运转过程中,当泵送液体流经过流部件的某些局部区域因某些原因、液体的压力降低到泵送温度下液体的饱和蒸汽压力(汽化压力)时,液体便在此处发生汽化,产生蒸汽、形成汽泡;同时,溶解于液体中的气体也会以汽泡的形式析出,在局部区域形成两相流。

当汽泡移动到高压区时,汽泡周围的高压液体将会使汽泡迅速凝结缩小、破裂。在汽泡凝结缩小、破裂的瞬间,汽泡周围的液体将高速填充(汽泡凝结破裂形成的)空穴,产生强烈的冲击波。当汽泡破裂发生在过流部件的固体壁面时,将会对固体壁面形成高速微射流,导致局部受到腐蚀破坏。这种产生汽泡和汽泡破裂使过流部件遭到破坏的过程就是泵的汽蚀过程。

引起离心泵汽蚀的主要原因有四种:

(1)汽化汽蚀(Vaporization cavitation)

(2)内部回流汽蚀

(Internal recirculation cavitation - Suction specific speed)

(3)叶片流道综合症汽蚀

(Vane passing syndrome cavitation)

(4)紊流汽蚀

(Flow turbulence cavitation)

1.1   汽化汽蚀

当液体的压力低于其汽化压力或者温度太高时,液体便会发生汽化,导致汽蚀。这种汽蚀发生在泵的吸入侧。

1.2   内部回流汽蚀

当泵送流量太小或入口压力太高时,就会发生回流现象。当泵送流量太小时,内部回流发生在叶轮的入口;当泵入口压力太高时,内部回流发生在叶轮出口处。内部回流致使液体流速的增加直至汽化产生汽泡,然后在周围较高压力下破裂。当吸入口发生内部回流时,在泵的吸入口周围会发出不规则的噼噼啪啪的噪音,并伴有高强度的爆震声。

1.3   叶片流道综合症汽蚀

这种汽蚀破坏是由于导叶(对于导叶式泵)或蜗舌(对于蜗壳式泵)与叶轮叶片外径之间的间隙太小所引起的。当液体流经该小通道时,液体的流速增加引起液体压力的下降、局部汽化,产生汽泡,然后在较高的压力下破裂,导致汽蚀。这种汽蚀通常发生在导叶或蜗舌的内侧及叶轮叶片中心。

1.4 紊流汽蚀

当有某种东西干扰或阻碍(如腐蚀、堵塞、直径突变等)液体在泵中正常流动时,就会发生紊流改变液体的流速,液体流速的改变会引起压力的改变,压力的改变最终会引起液体的汽化、汽蚀。这种汽蚀通常发生在与泵连接的管道中。




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