什么是汽蚀?
泵中(zhong)的(de)液(ye)体(ti)局部压(ya)力下(xia)降(jiang)到临界压(ya)力时,液(ye)体(ti)中(zhong)便会产生气泡。汽(qi)蚀是气泡聚(ju)集、运动、***、消灭的(de)全过程(cheng)。临界压(ya)力一般(ban)接近汽(qi)化(hua)压(ya)力。
汽蚀有哪些危害?
1.过(guo)流部(bu)件腐(fu)蚀(shi)
腐蚀原(yuan)因有两个:
一是由于气泡(pao)破(po)灭时产生高频(600~25000HZ)冲击,压力高达49Mpa,致(zhi)使金属表面出现机(ji)械剥(bo)蚀;
二(er)是(shi)由于汽化(hua)(hua)时放出热量,并有温(wen)差电(dian)池作用(yong)产(chan)生(sheng)水解,产(chan)生(sheng)的氧气使金属氧化(hua)(hua),发生(sheng)化(hua)(hua)学(xue)腐蚀。
2.泵性能下降
泵汽蚀时叶轮内的(de)(de)能量交换受到(dao)干扰(rao)和破坏(huai),在(zai)外特性上的(de)(de)表现是Q-H曲(qu)线,Q-P、Q-η曲(qu)线下降,严重时会使泵中的(de)(de)液(ye)流中断(duan),不能工作。
对于(yu)低比转速,由于(yu)叶片间流道窄而长,一旦发生(sheng)汽蚀(shi),气泡充满(man)整(zheng)个流道,性能曲线(xian)会突降。
对于中高比转速(su),流(liu)道(dao)(dao)短而宽,因而气泡从发生(sheng)发展到充满整个流(liu)道(dao)(dao)需要一个过渡(du)过程,相应的性(xing)能曲线开(kai)始是缓慢下(xia)降,之后增加到某***量时才(cai)急剧下(xia)降。
离(li)心泵***易发生汽(qi)蚀(shi)的部位(wei)
叶(ye)轮曲率(lv)***大的前(qian)盖(gai)板处,靠近叶(ye)片进口边缘的低压侧;
压(ya)出室中蜗壳隔舌(she)和(he)导(dao)叶的靠近进口边缘低压(ya)侧;
无前盖板的(de)高比(bi)转(zhuan)数叶(ye)轮的(de)叶(ye)梢外圆与壳体之间的(de)密封间隙以及叶(ye)梢的(de)低压(ya)侧;
多级泵(beng)中***级叶(ye)轮。
提高抗气蚀措施
1.提高离(li)心泵本身抗气蚀性能的措施
改进(jin)泵的(de)吸(xi)入口(kou)(kou)(kou)***叶(ye)(ye)轮(lun)附近的(de)结构(gou)设(she)计。增(zeng)大过(guo)流(liu)(liu)面积;增(zeng)大叶(ye)(ye)轮(lun)盖(gai)板进(jin)口(kou)(kou)(kou)段的(de)曲率半径,减(jian)(jian)小液(ye)流(liu)(liu)急剧加速(su)与降压;适当减(jian)(jian)少叶(ye)(ye)片(pian)进(jin)口(kou)(kou)(kou)的(de)厚度,并将叶(ye)(ye)片(pian)进(jin)口(kou)(kou)(kou)修圆,使(shi)其接近流(liu)(liu)线型,也可以(yi)减(jian)(jian)少绕(rao)流(liu)(liu)叶(ye)(ye)片(pian)头部的(de)加速(su)与降压;提高叶(ye)(ye)轮(lun)和叶(ye)(ye)片(pian)进(jin)口(kou)(kou)(kou)部分表面光洁度以(yi)减(jian)(jian)小阻力(li)损失;将叶(ye)(ye)片(pian)进(jin)口(kou)(kou)(kou)边(bian)向(xiang)叶(ye)(ye)轮(lun)进(jin)口(kou)(kou)(kou)延(yan)伸,使(shi)液(ye)流(liu)(liu)提前接受作功,提高压力(li)。
采用前(qian)置(zhi)诱(you)导轮,使液流在前(qian)置(zhi)诱(you)导轮中提前(qian)作功,以提高液流压力。
采用双吸叶轮,让液(ye)流从叶轮两侧(ce)同时进(jin)(jin)入(ru)叶轮,则进(jin)(jin)口(kou)截面增(zeng)加一倍,进(jin)(jin)口(kou)流速可(ke)减(jian)少一倍。
设计工(gong)况采(cai)用(yong)稍大(da)(da)(da)的正(zheng)冲(chong)(chong)角(jiao)(jiao),以增(zeng)大(da)(da)(da)叶(ye)片进(jin)(jin)口角(jiao)(jiao),减小叶(ye)片进(jin)(jin)口处(chu)的弯曲,减小叶(ye)片阻塞,以增(zeng)大(da)(da)(da)进(jin)(jin)口面积(ji);改善大(da)(da)(da)流量下的工(gong)作条件,以减少(shao)流动(dong)损失。但(dan)正(zheng)冲(chong)(chong)角(jiao)(jiao)不宜过(guo)大(da)(da)(da),否则影响效(xiao)率。
采(cai)用抗气蚀的(de)材料。实践表明(ming),材料的(de)强度(du)、硬度(du)、韧(ren)性(xing)越(yue)高,化学稳(wen)定(ding)性(xing)越(yue)好,抗气蚀的(de)性(xing)能越(yue)强。
2.提(ti)高进液装置有效气(qi)蚀余量的措施
增加泵前贮(zhu)液罐中液面的压力(li),以(yi)提高有效气蚀余量。
减小吸(xi)上(shang)装(zhuang)置泵的安装(zhuang)高度。
将(jiang)上(shang)吸装(zhuang)置(zhi)改为(wei)倒(dao)灌装(zhuang)置(zhi)。
减小(xiao)(xiao)泵(beng)前管路(lu)上的流动损失。如(ru)在要求(qiu)范围尽量缩短管路(lu),减小(xiao)(xiao)管路(lu)中的流速,减少弯管和阀(fa)门,尽量加大(da)阀(fa)门开度(du)等。
降(jiang)低泵入口工质(zhi)介质(zhi)温度(当输送工质(zhi)接近饱和(he)温度时)。
以上措施可根(gen)据(ju)泵的选(xuan)型、选(xuan)材和泵的使(shi)用现(xian)场(chang)等条件,进(jin)行综合分析(xi),适(shi)当加以应用。
汽蚀余量与吸程
泵在(zai)工作时液(ye)(ye)体(ti)在(zai)叶轮的进口处(chu)因一定真空压(ya)力(li)(li)下会产生(sheng)汽(qi)(qi)体(ti),汽(qi)(qi)化的气泡(pao)在(zai)液(ye)(ye)体(ti)质点(dian)的撞(zhuang)击运动下,对叶轮等金属(shu)表面(mian)产生(sheng)剥蚀(shi)(shi),从而破(po)坏叶轮等金属(shu),此(ci)时真空压(ya)力(li)(li)叫汽(qi)(qi)化压(ya)力(li)(li),汽(qi)(qi)蚀(shi)(shi)余量是指在(zai)泵吸入口处(chu)单位重量液(ye)(ye)体(ti)所(suo)具有的超过汽(qi)(qi)化压(ya)力(li)(li)的富(fu)余能量,单位用(yong)米(mi)标注,用(yong)(NPSH)r。
吸程(cheng)即为必需(xu)汽蚀(shi)余量(liang)Δh:即泵允许吸液体(ti)的真空度(du),亦即泵允许的安装高度(du),单位用米。吸程(cheng)=标准(zhun)大气(qi)压(10.33米)-汽蚀(shi)余量(liang)-安全量(liang)(0.5米) 标准(zhun)大气(qi)压能压管路(lu)真空高度(du)10.33米。
各自计量单位及表示字母?
汽蚀(shi)余量指泵入口处液体(ti)所(suo)具(ju)有的总水(shui)头(tou)与(yu)液体(ti)汽化时的压力头(tou)之差,单位用米(mi)(水(shui)柱)标注(zhu),用(NPSH)表示,具(ju)体(ti)分为如下几类:
NPSHa——装置(zhi)汽(qi)蚀(shi)余量又(you)叫有效汽(qi)蚀(shi)余量,越大越不(bu)易汽(qi)蚀(shi);
NPSHr——泵汽蚀(shi)余量,又叫必需的汽蚀(shi)余量或(huo)泵进(jin)口动压降(jiang),越小抗汽蚀(shi)性能(neng)越好;
NPSHc——临界汽(qi)蚀余量(liang),是指(zhi)对应泵性能下降一(yi)定值的汽(qi)蚀余量(liang);
[NPSH]——许用汽蚀余量(liang),是确(que)定泵(beng)使(shi)用条件(jian)用的(de)汽蚀余量(liang),通(tong)常取 [NPSH]=(1.1~1.5)NPSHc。
必需汽蚀余量和有效(xiao)汽蚀余量有何(he)区别
汽(qi)蚀余(yu)量(liang)分有(you)效气蚀余(yu)量(liang)NPSHa和(he)必(bi)(bi)须气蚀余(yu)量(liang)NPSHr。泵的必(bi)(bi)须汽(qi)蚀余(yu)量(liang)是泵的特性,由设(she)计决定(ding),泵的有(you)效汽(qi)蚀余(yu)量(liang)由工(gong)艺管路(lu)决定(ding)。
对于给定(ding)泵,在给定(ding)转速(su)和流量下必需具有的(de)汽(qi)(qi)蚀余量称为必需汽(qi)(qi)蚀余量,常(chang)用NPSHr表(biao)示。又称为泵的(de)汽(qi)(qi)蚀余量,是规定(ding)泵要达到的(de)汽(qi)(qi)蚀性能参数。
NPSHr和泵(beng)(beng)的内部(bu)流动有(you)关,是(shi)由泵(beng)(beng)本身头定(ding)的,其物理意义是(shi)表示液(ye)体在(zai)泵(beng)(beng)进(jin)(jin)口部(bu)分压力(li)(li)下降的程(cheng)度,也就是(shi)为(wei)了保征泵(beng)(beng)不发生汽(qi)蚀,要求在(zai)泵(beng)(beng)进(jin)(jin)口处单位重(zhong)量液(ye)体具有(you)超过(guo)汽(qi)化压力(li)(li)水头的富(fu)余能量。
必须(xu)汽蚀余量与装置参(can)数(shu)(shu)(shu)无关(guan),只与泵进(jin)口部(bu)分(fen)的(de)运动(dong)参(can)数(shu)(shu)(shu)(vo、wo、wk等)有(you)关(guan),这(zhei)些运动(dong)参(can)数(shu)(shu)(shu)在一定转速(su)和(he)流量下是由几(ji)(ji)何参(can)数(shu)(shu)(shu)决定的(de)。这(zhei)就是说NPSHr是由泵本身(吸水室和(he)叶轮进(jin)口部(bu)分(fen)的(de)几(ji)(ji)何参(can)数(shu)(shu)(shu))决定的(de)。
对(dui)于既定的泵,不(bu)论何种介质(zhi)(黏(nian)性(xing)大介质(zhi)因(yin)影响速度(du)(du)分布除外(wai)),在一定转(zhuan)速和流量(liang)下流经泵进口(kou),因(yin)速度(du)(du)大小相同故有相同的压(ya)力降,即(ji)NPSHr相同。所以NPSHr与(yu)液体的性(xing)质(zhi)无关(guan)(不(bu)考(kao)虑热(re)力学因(yin)素)。
NPSHr越小,表(biao)示(shi)压(ya)力降小,要求装置必须提供的NPSHa小,因而泵(beng)的抗汽蚀性(xing)能(neng)越好。因此:r代表(biao)required必需(xu)的,由泵(beng)本体决定,具(ju)体与(yu)转速,叶(ye)轮形式等有关(guan);
有效(xiao)汽(qi)(qi)蚀余(yu)量(liang)是(shi)指由泵安装(zhuang)条件所确定的汽(qi)(qi)蚀余(yu)量(liang),常用(yong)NPSHa表示。又(you)称为装(zhuang)置(zhi)汽(qi)(qi)蚀余(yu)量(liang),是(shi)由吸入(ru)装(zhuang)置(zhi)提供的在泵进(jin)口处(chu)单位重量(liang)液体(ti)具(ju)有的超过(guo)汽(qi)(qi)化压力水头的富余(yu)能量(liang)。
NPSHa越(yue)大(da)(da),泵越(yue)不容易(yi)发生汽蚀。有效汽蚀余量的(de)(de)大(da)(da)小(xiao)与(yu)装置参数及液(ye)体性(xing)质(p、pv等)有关。因为(wei)吸入装置的(de)(de)水(shui)力损(sun)失(shi)和流(liu)量的(de)(de)平方成正比(bi),所以NPSHa随流(liu)量的(de)(de)增加而减小(xiao)。
因此: A代表available有效(xiao)的,可以提(ti)供的,这个由系(xi)统和管路决定,必须经过严格计算;
要保证泵不(bu)气(qi)蚀,NPSHa必须(xu)大于(yu)NPSHr。具体(ti)大多少,各种不(bu)同形(xing)式的泵都有经(jing)验值, 一(yi)般(ban)把泵的必须(xu)汽蚀余量(liang)增加0.5-1m的富余能头作为(wei)允许汽蚀余量(liang)。