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2018 - 05 - 16
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多级泵汽蚀知识讲解—过程及汽蚀时的现象

日期: 2018-07-10
浏览次数: 25
来源:

1、汽化压力

  液体在某一温度下,当压力降至某一压力值时,液体会汽化,我们称这一压力值为液体在该温度下的汽化压力。


2、多级泵内汽蚀的过程

多级泵运转时,液体压力沿着泵入口到叶轮入口而下降,在叶片入口附近的K点上,液体压力pK最低。此后由于叶轮对液体作功,液体压力很快上升。当叶轮叶片入口附近的压力pK小于液体输送温度下的饱和蒸汽压力pv时,液体就汽化。同时,使溶解在液体内的气体逸出。它们形成许多汽泡。当汽泡随液体流到叶道内压力较高处时,外面的液体压力高于汽泡内的汽化压力,则汽泡又重新破裂(凝结)溃灭形成空穴,瞬间内,周围的液体以极高的速度向空穴冲来,造成液体互相撞击,使局部的压力骤然增加(有的可达数百个大气压)。这样,不仅阻碍液体正常流动,尤为严重的是,如果这些汽泡在叶轮壁面附近溃灭,则液体就像无数个小弹头一样,连续地打击金属表面。其撞击频率很高(有的可达2000~3000Hz),于是金属表面因冲击疲劳而剥裂。如若汽泡内夹杂某种活性气体(如氧气等),它们借助汽泡凝结时放出的热量(局部温度可达200~300℃),还会形成热电偶,产生电解,形成电化学腐蚀作用,更加速了金属剥蚀的破坏速度。上述这种液体汽化、凝结、冲击、形成高压、高温、高频冲击负荷,造成金属材料的机械剥裂与电化学腐蚀破坏的综合现象称为汽蚀。


多级泵汽蚀知识讲解—过程及汽蚀时的现象


3、多级泵产生汽蚀时的现象

   (1)产生噪声和振动

由于多级泵汽蚀时,气泡在高压区连续发生突然破裂,以及伴随的强烈水击,而产生噪声和振动,可以听到像爆豆似的劈劈啪啪的响声。根据噪声可以检测汽蚀的初生。

 

   (2)过流部件的腐蚀破坏

多级泵长时间在汽蚀条件下工作时,泵过流部件的某些地方会遭到腐蚀破坏。这是因为气泡在凝结时金属表面受到像利刃似的高频(600~25000Hz)强烈冲击,压力达49MPa,致使金属表面出现麻点以至穿孔。严重时金属晶粒松动并剥落而呈现出蜂巢状。汽蚀破坏除机械力作用外还伴有电解、化学腐蚀等多种很复杂的作用。

 

实践证明,汽蚀腐蚀破坏的部位,正是气泡消失之处。所以常常在叶轮出口和压水室进口部位发现破坏痕迹。泵内部流动方向急剧变化,液流角度和叶片角度不一致或断面突然变化处,如产生局部汽蚀,则在此稍后部位往往出现汽蚀破坏。


 多级泵汽蚀知识讲解—过程及汽蚀时的现象

图10  汽蚀破坏

   (3)性能下降

多级泵汽蚀时叶轮内液体的能量交换受到干扰和破坏,在外特性上的表现是Q-H曲线、 QP曲线、 Qη曲线下降。严重时会使泵中的液流中断,不能工作。应当指出,泵发生汽蚀的初生阶段,特性曲线并无明显变化,有时因产生的气泡覆盖过流部分表面,形成光滑层而使泵效率稍有提高。泵的特性曲线出现明显变化时,汽蚀已发展到一定程度。


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