离心泵的汽蚀危害及其对策..doc

离心泵的汽蚀危害及其对策 杨涛 （国电宁夏英力特宁东煤基化学有限公司，宁夏 银川 750411） 摘 要：文章对离心泵的汽蚀机理及危害进行了系统深入的分析，并结合实际，提出了改进泵的构造、安装和运行条件等有针对性的措施,为离心泵的平稳运行提供了指导和参考。 关键词：汽蚀；饱和蒸汽压；扬程；点蚀；离心泵 Hazards and Countermeasures for Cavitation of Centrifugal pump Yang Tao （GUODIAN Ningxia Younglight Ningdong Coal-base Chemical Co.,Ltd，Abstract: This article systematically and deeply analyzed the mechanism of the centrifugal pump cavitations and hazards, and with reality gave out targeted approaches to improve the construction, installation and running conditions, provided guidance and reference for smooth running of centrifugal pump. Key words: Cavitations, Saturated vapor pressure, Head, Point cavitations, centrifugal pump 1、离心泵的汽蚀原理 由于叶片的特定形状和液流在其中急速突然改变流向及速度等物理特征，液体在泵叶轮中流动时，使得叶道中液流的压力分布呈现不均衡性，如图1所示。在液体流入叶片入口阶段,叶片还没有对液流做功,存在着局部低压力区。当低压力区的液体压力降低到该温度下液体的饱和蒸汽压时，液体便开始汽化而形成气泡。气泡随液流进入压力较高处时，又瞬时溃灭。在气泡破灭的瞬间，气泡周围的液体迅速涌入气泡溃灭时形成的空穴，并伴随有局部的高温、高压水击现象，这就是产生汽蚀的原理。如图1所示。 图1 流经叶轮的介质压力沿叶片变化示意图 2、汽蚀的危害 据国外学者的试验研究发现，水击是汽蚀现象的主要特征，局部压力高达30MPa（测压面积为1.5mm2）。曾测得发生液体汽蚀时水击的频率有25000次/秒，金属表面在水击反复作用下，很快达到疲劳极限且发生局部断裂。并且，在连续的高频的压力波作用下，液体会不断流入和流出金属表面的孔隙，在反复冲刷作用下，金属表面出现一个个凹穴，金属质点脱离母体而被液体带走，产生严重的点蚀现象。泵的过流部件在这样大的连续作用力下，会产生巨大的噪音和振动。金属寿命会呈所以汽蚀对泵的危害很大，主要表现在下述几个方面： 2.1．泵的工作性能急转直下。此时H-Q曲线，N-Q曲线等都突然呈下降趋势，严重时泵不能工作,泵中液流中断，主要原因是泵发生汽蚀时，局部液-气混合流体密度减小，叶轮对流动做功受到破坏和干扰。如图2所示： 图2 离心泵汽蚀断裂工况 2.2．泵运行中产生振动和噪音。发生汽蚀时，伴随着气泡在压力较高处连续不断溃灭，产生强烈的水力冲击，使得泵体产生振动和噪音。 2.3．泵的机械过流部件表面受到机械损坏，叶轮的表面呈蜂窝状或海绵状。如果液体汽化时放出的气体有腐蚀作用，还会产生一定化学腐蚀破坏（但前者的破坏是主要的）。 3、形成汽蚀的条件 从上述分析已知：凡是能使流体局部压力降低到其汽化压力的因素，都可能是导致汽蚀的原因。泵运行中发生汽蚀，是由于流体在叶道入口处局部低压力区的压力降低到该种液体饱和蒸汽压，从而使得该部分液体汽化所致。因此在液体介质已定的情况下，吸入装置和泵本身共同决定了离心泵发生汽蚀的条件。所以研究汽蚀发生的条件应从吸入管路特性和泵本身特性这两方面考虑。 如图3所示，从吸入液面到泵内流道低压区K点列伯努利方程，得： 图3 离心泵与吸入管路示意图 上式可以写成： 离心泵出现汽蚀得条件既是：当低压区压力pk下降到或低于这种液体该温度下的饱和蒸汽压pv。 从上式可以看出：从泵本身情况考虑，从泵入口到低压区之间的阻力损失∑hk和液流速度ck增大都会使pk变小，低压区K的位置对汽蚀也有一定影响，这些均与泵的结构以及泵流量的大小有关。从泵的吸入装置方面考虑，液面压力pa低，泵的安装高度zSU高或吸入管路阻力损失∑hSU大，都会使压力pk降低，从而汽蚀容易产生，这些是吸入装置方面对汽蚀的影响因素。 除此之外，液体的性质，对于汽蚀的发生与否也有很大关系。高温液体、易挥发的液体容易汽蚀。原因