泵汽蝕現象

泵汽蝕現象

在工作時液體在葉輪的進口處因一定真空壓力下會產生液體汽化,汽化的氣泡在液體質點的撞擊運動下葉輪等金屬表面產生剝落,從而破壞葉輪等金屬,此時真空壓力叫汽化壓力,氣蝕餘量是指在泵吸入口處單位重量液體所具有的超過汽化壓力的富餘能量。

基本介紹

  • 中文名:泵汽蝕現象
概念,過程,現象,

概念

1893年,人們首次發現汽蝕現象。之後,對螺旋槳、水輪機和水泵等水力機械的汽蝕問題進行了大量研究。隨著機器越來越向高速運轉方向發展,汽蝕一直是水力機械中很重要的問題。
液體在一定溫度下,降低壓力至該溫度下的汽化壓力時,液體便產生氣泡。把這種產生氣泡的現象稱為汽蝕。泵在運轉中,若過流部分的局部區域(通常是葉輪葉片進口稍後的某處),因為某種原因,抽送液體的絕對壓力下降到當時溫度下的汽化壓力時,液體便在該處開始汽化,產生蒸汽、形成氣泡。
氣泡向前流動,在某高壓處破裂、凝結的同時,液體質點填充空穴並發生互相撞擊而形成水擊,使過流部件固壁受到腐蝕破壞。此過程便稱為泵內的汽蝕過程。 汽蝕時產生的氣泡,流動到高壓處時,其體積減小以至破滅,這種由於壓力上升氣泡消失在液體中的現象叫汽蝕的潰滅。
常識:100℃下水的汽化壓力為1.033kgf/cm2(10.33m水頭);20℃下水的汽化壓力為0.024 kgf/cm2(0.24m水頭)。

過程

泵在運轉中,若其過流部分的局部區域(通常是葉輪葉片進口稍後的某處),因為某種原因,抽送液體的絕對壓力下降到當時溫度下的汽化壓力時,液體便在該處開始汽化,形成氣泡。
這些氣泡隨液體向前流動,至某高壓處時,氣泡周圍的高壓液體致使氣泡急驟地縮小以至破裂。在氣泡破裂的同時,液體質點將以高速填充空穴,發生互相撞擊而形成水擊。
這種現象發生在固體壁上將使過流部件受到腐蝕破壞。
泵汽蝕現象

  

  

  

  
汽蝕產生的氣泡和爆破過程
泵汽蝕現象

  

  

  
汽蝕發生的破壞部位

現象

產生噪聲和振動
由於泵汽蝕時,在高壓區發生連續破滅產生強烈水擊,而產生噪聲和振動,可以聽到像爆豆似的劈劈啪啪的聲音。根據噪音可以檢測汽蝕的初生。
泵汽蝕現象
過流部件的腐蝕破壞
泵長時間在汽蝕條件下工作時,泵過流部件在某些地方會遭到腐蝕破壞。一種是由於氣泡破滅時產生高頻(600~25000HZ)強烈衝擊,壓力高達49Mpa,致使金屬表面出現機械剝蝕;另一種是由於汽化時放出熱量,並有溫差電池作用產生水解,產生的氧氣使金屬氧化,發生化學腐蝕。
泵汽蝕現象
泵汽蝕現象
性能下降
泵汽蝕時葉輪內的能量交換受到干擾和破壞,在外特性上的表現是Q-H曲線,Q-P、Q-η曲線下降,嚴重時會使泵中的液流中斷,不能工作。
泵發生汽蝕的初始階段,特性曲線並無明顯的變化,發生明顯變化時,汽蝕已發展到一定程度。對於低比轉速,由於葉片間流道窄而長,故一旦發生汽蝕,氣泡易於充滿整個流道,性能曲線有突降。對於中高比轉速,流道短而寬,
因而氣泡從發生髮展到充滿整個流道需要一個過渡過程,相應的泵的性能曲線開始是緩慢下降,之後增加到某一流量時才表面為急劇下降。
泵汽蝕現象

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