汽蝕余量相關(guān)知識(shí)

液體在一定溫度下，降低壓力至該溫度下的汽化壓力時(shí)，液體便產(chǎn)生汽泡。把這種產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象稱(chēng)為汽蝕。汽蝕時(shí)產(chǎn)生的氣泡，流動(dòng)到高壓處時(shí)，其體積減小以致破滅。這種由于壓力上升氣泡消失在液體中的現(xiàn)象稱(chēng)為汽蝕潰滅。

泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中，若其過(guò)流部分的局部區(qū)域(通常是葉輪葉片進(jìn)口稍后的某處)因?yàn)槟撤N原因，抽送液體的絕對(duì)壓力降低到當(dāng)時(shí)溫度下的液體汽化壓力時(shí)，液體便在該處開(kāi)始汽化，產(chǎn)生大量蒸汽，形成氣泡，當(dāng)含有大量氣泡的液體向前經(jīng)葉輪內(nèi)的高壓區(qū)時(shí)，氣泡周?chē)母邏阂后w致使氣泡急劇地縮小以至破裂。在氣泡凝結(jié)破裂的同時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)以很高的速度填充空穴，在此瞬間產(chǎn)生很強(qiáng)烈的水擊作用，并以很高的沖擊頻率打擊金屬表面，沖擊應(yīng)力可達(dá)幾百至幾千個(gè)大氣壓，沖擊頻率可達(dá)每秒幾萬(wàn)次，嚴(yán)重時(shí)會(huì)將壁厚擊穿。

在水泵中產(chǎn)生氣泡和氣泡破裂使過(guò)流部件遭受到破壞的過(guò)程就是水泵中的汽蝕過(guò)程。水泵產(chǎn)生汽蝕后除了對(duì)過(guò)流部件會(huì)產(chǎn)生破壞作用以外，還會(huì)產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，并導(dǎo)致泵的性能下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使泵中液體中斷，不能正常工作。

a.提高離心泵本身抗氣蝕性能的措施

(1)改進(jìn)泵的吸入口至葉輪附近的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。增大過(guò)流面積;增大葉輪蓋板進(jìn)口段的曲率半徑，減小液流急劇加速與降壓;適當(dāng)減少葉片進(jìn)口的厚度，并將葉片進(jìn)口修圓，使其接近流線(xiàn)型，也可以減少繞流葉片頭部的加速與降壓;提高葉輪和葉片進(jìn)口部分表面光潔度以減小阻力損失;將葉片進(jìn)口邊向葉輪進(jìn)口延伸，使液流提前接受作功，提高壓力。

(2)采用前置誘導(dǎo)輪，使液流在前置誘導(dǎo)輪中提前作功，以提高液流壓力。

(3)采用雙吸葉輪，讓液流從葉輪兩側(cè)同時(shí)進(jìn)入葉輪，則進(jìn)口截面增加一倍，進(jìn)口流速可減少一倍。

(4)設(shè)計(jì)工況采用稍大的正沖角，以增大葉片進(jìn)口角，減小葉片進(jìn)口處的彎曲，減小葉片阻塞，以增大進(jìn)口面積;改善大流量下的工作條件，以減少流動(dòng)損失。但正沖角不宜過(guò)大，否則影響效率。

(5)采用抗氣蝕的材料。實(shí)踐表明，材料的強(qiáng)度、硬度、韌性越高，化學(xué)穩(wěn)定性越好，抗氣蝕的性能越強(qiáng)。

b.提高進(jìn)液裝置有效氣蝕余量的措施

(1)增加泵前貯液罐中液面的壓力，以提高有效氣蝕余量。

(2)減小吸上裝置泵的安裝高度。

(3)將上吸裝置改為倒灌裝置。

(4)減小泵前管路上的流動(dòng)損失。如在要求范圍盡量縮短管路，減小管路中的流速，減少?gòu)澒芎烷y門(mén)，盡量加大閥門(mén)開(kāi)度等。

(5)降低泵入口工質(zhì)介質(zhì)溫度(當(dāng)輸送工質(zhì)接近飽和溫度時(shí))。

以上措施可根據(jù)泵的選型、選材和泵的使用現(xiàn)場(chǎng)等條件，進(jìn)行綜合分析，適當(dāng)加以應(yīng)用。

汽蝕余量指泵入口處液體所具有的總水頭與液體汽化時(shí)的壓力頭之差，單位用米(水柱)標(biāo)注，用(NPSH)表示，具體分為如下幾類(lèi):

NPSHa--裝置汽蝕余量又叫有效汽蝕余量，越大越不易汽蝕;

NPSHr--泵汽蝕余量，又叫必需的汽蝕余量或泵進(jìn)口動(dòng)壓降，越小抗汽蝕性能越好;

NPSHc--臨界汽蝕余量，是指對(duì)應(yīng)泵性能下降一定值的汽蝕余量;

[NPSH]--許用汽蝕余量，是確定泵使用條件用的汽蝕余量，通常取[NPSH]=(1.1~1.5)NPSHc。

離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，液體壓力沿著泵入口到葉輪入口而下降，在葉片入口附近的K點(diǎn)上，液體壓力pK最低。此后由于葉輪對(duì)液體作功，液體壓力很快上升。當(dāng)葉輪葉片入口附近的壓力pK小于液體輸送溫度下的飽和蒸汽壓力pv時(shí)，液體就汽化。同時(shí)，使溶解在液體內(nèi)的氣體逸出。它們形成許多汽泡。當(dāng)汽泡隨液體流到葉道內(nèi)壓力較高處時(shí)，外面的液體壓力高于汽泡內(nèi)的汽化壓力，則汽泡又重新凝結(jié)潰滅形成空穴，瞬間內(nèi)周?chē)囊后w以極高的速度向空穴沖來(lái)，造成液體互相撞擊，使局部的壓力驟然增加(有的可達(dá)數(shù)百個(gè)大氣壓)。這樣，不僅阻礙液體正常流動(dòng)，尤為嚴(yán)重的是，如果這些汽泡在葉輪壁面附近潰滅，則液體就像無(wú)數(shù)個(gè)小彈頭一樣，連續(xù)地打擊金屬表面。其撞擊頻率很高(有的可達(dá)2000~3000Hz)，于是金屬表面因沖擊疲勞而剝裂。如若汽泡內(nèi)夾雜某種活性氣體(如氧氣等)，它們借助汽泡凝結(jié)時(shí)放出的熱量(局部溫度可達(dá)200~300℃)，還會(huì)形成熱電偶，產(chǎn)生電解，形成電化學(xué)腐蝕作用，更加速了金屬剝蝕的破壞速度。上述這種液體汽化、凝結(jié)、沖擊、形成高壓、高溫、高頻沖擊負(fù)荷，造成金屬材料的機(jī)械剝裂與電化學(xué)腐蝕破壞的綜合現(xiàn)象稱(chēng)為汽蝕。

離心泵最易發(fā)生汽蝕的部位有:

a.葉輪曲率最大的前蓋板處，靠近葉片進(jìn)口邊緣的低壓側(cè);

b.壓出室中蝸殼隔舌和導(dǎo)葉的靠近進(jìn)口邊緣低壓側(cè);

c.無(wú)前蓋板的高比轉(zhuǎn)數(shù)葉輪的葉梢外圓與殼體之間的密封間隙以及葉梢的低壓側(cè);

d.多級(jí)泵中第一級(jí)葉輪。

什么叫汽蝕余量?什么叫吸程?各自計(jì)量單位及表示字母?

答:泵在工作時(shí)液體在葉輪的進(jìn)口處因一定真空壓力下會(huì)產(chǎn)生液體汽體，汽化的氣泡在液體質(zhì)點(diǎn)的撞擊運(yùn)動(dòng)下葉輪等金屬表面產(chǎn)生剝落，從而破壞葉輪等金屬，此時(shí)真空壓力叫汽化壓力，氣蝕余量是指在泵吸入口處單位重量液體所具有的超過(guò)汽化壓力的富余能量。單位為米液柱，用(NPSH)r表示。

吸程即為必需汽蝕余量Δ/h:即泵允許吸液體的真空度，亦即泵允許幾何安裝高度。單位用米。吸程=標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(10.33米)--汽蝕余量--管道損失--安全量(0.5)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓能壓上管路真空高度10.33米

例如:某泵汽蝕余量為4.0米，求吸程Δh

解:Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米