什么是汽蚀?
泵中的(de)液体(ti)(ti)局部压(ya)力(li)(li)下降到临界压(ya)力(li)(li)时(shi),液体(ti)(ti)中便(bian)会产生气(qi)泡(pao)。汽蚀是气(qi)泡(pao)聚集、运动、***、消灭的(de)全过程。临界压(ya)力(li)(li)一(yi)般(ban)接近汽化压(ya)力(li)(li)。
汽蚀有哪些(xie)危害?
1.过(guo)流部件腐蚀
腐(fu)蚀原因有两个:
一是由于气泡破灭时(shi)产生高(gao)频(600~25000HZ)冲击,压力高(gao)达49Mpa,致(zhi)使(shi)金(jin)属表面出现机(ji)械剥蚀;
二是由于汽化时(shi)放出热(re)量(liang),并有温差(cha)电池作用(yong)产(chan)生水(shui)解,产(chan)生的氧气使金(jin)属氧化,发生化学腐蚀。
2.泵性能下(xia)降
泵汽蚀时叶轮内的(de)(de)能量交换受到干扰和破坏,在外特性上(shang)的(de)(de)表现是Q-H曲线,Q-P、Q-η曲线下(xia)降(jiang),严重时会使泵中的(de)(de)液流中断(duan),不能工作。
对于(yu)低比转速,由于(yu)叶(ye)片间流道窄而长(zhang),一(yi)旦发生(sheng)汽蚀,气泡充满整个流道,性能曲线(xian)会突降。
对于中(zhong)高比转(zhuan)速,流道短而宽(kuan),因(yin)而气泡(pao)从(cong)发生发展到充满整个流道需要一(yi)个过渡过程,相(xiang)应的(de)性(xing)能曲线开(kai)始是缓慢下降,之后增加到某***量时才急剧下降。
离心(xin)泵***易发生汽(qi)蚀的部位
叶轮曲率***大的前盖板处,靠(kao)近叶片进口(kou)边缘的低压侧;
压出室中蜗(wo)壳隔舌和导(dao)叶的靠近进口(kou)边缘低压侧;
无前盖板(ban)的(de)高比转数叶(ye)轮的(de)叶(ye)梢外圆与壳(qiao)体(ti)之间(jian)的(de)密封间(jian)隙以及(ji)叶(ye)梢的(de)低压侧(ce);
多(duo)级(ji)泵(beng)中***级(ji)叶轮。
提高抗气蚀措施
1.提高离心泵本(ben)身抗气蚀性能的措施
改进(jin)(jin)泵的(de)吸入口(kou)***叶轮(lun)附近的(de)结构(gou)设计。增大过(guo)流面积;增大叶轮(lun)盖板进(jin)(jin)口(kou)段的(de)曲率(lv)半径,减(jian)小(xiao)液流急剧加速(su)与降压(ya);适当减(jian)少(shao)叶片(pian)(pian)(pian)进(jin)(jin)口(kou)的(de)厚(hou)度(du)(du),并将叶片(pian)(pian)(pian)进(jin)(jin)口(kou)修圆,使其接(jie)近流线型(xing),也(ye)可以减(jian)少(shao)绕(rao)流叶片(pian)(pian)(pian)头部(bu)的(de)加速(su)与降压(ya);提(ti)高(gao)(gao)叶轮(lun)和叶片(pian)(pian)(pian)进(jin)(jin)口(kou)部(bu)分(fen)表面光洁度(du)(du)以减(jian)小(xiao)阻力(li)(li)损(sun)失;将叶片(pian)(pian)(pian)进(jin)(jin)口(kou)边向叶轮(lun)进(jin)(jin)口(kou)延伸(shen),使液流提(ti)前接(jie)受(shou)作功,提(ti)高(gao)(gao)压(ya)力(li)(li)。
采用前(qian)(qian)置诱导轮(lun),使液流(liu)在前(qian)(qian)置诱导轮(lun)中提前(qian)(qian)作功,以提高液流(liu)压(ya)力(li)。
采用双吸叶轮,让液流从叶轮两侧同时进入叶轮,则进口(kou)截面增(zeng)加一倍(bei),进口(kou)流速可减少一倍(bei)。
设(she)计工(gong)况采用稍大的(de)正(zheng)冲角,以增大叶(ye)(ye)(ye)片(pian)进(jin)(jin)口角,减(jian)小(xiao)叶(ye)(ye)(ye)片(pian)进(jin)(jin)口处(chu)的(de)弯曲(qu),减(jian)小(xiao)叶(ye)(ye)(ye)片(pian)阻(zu)塞,以增大进(jin)(jin)口面积;改(gai)善(shan)大流(liu)量下的(de)工(gong)作条件,以减(jian)少(shao)流(liu)动损失。但(dan)正(zheng)冲角不宜过大,否则影响(xiang)效率。
采用抗气(qi)(qi)蚀的(de)材料(liao)。实践表明,材料(liao)的(de)强(qiang)度、硬度、韧性越(yue)高(gao),化学稳定性越(yue)好,抗气(qi)(qi)蚀的(de)性能(neng)越(yue)强(qiang)。
2.提高进液(ye)装置有(you)效气蚀余量的(de)措施(shi)
增加(jia)泵前(qian)贮液罐中液面的压力,以提高有(you)效气蚀余量。
减小吸(xi)上装置泵的安装高度(du)。
将上吸装置改为倒灌装置。
减小(xiao)泵前管(guan)(guan)路上的流(liu)动损失。如在(zai)要(yao)求范(fan)围尽(jin)量(liang)缩(suo)短(duan)管(guan)(guan)路,减小(xiao)管(guan)(guan)路中的流(liu)速(su),减少弯管(guan)(guan)和阀(fa)门(men),尽(jin)量(liang)加(jia)大(da)阀(fa)门(men)开度等。
降低泵入口工(gong)质介(jie)质温度(当输(shu)送工(gong)质接(jie)近(jin)饱和(he)温度时(shi))。
以(yi)上(shang)措施可(ke)根据(ju)泵的选(xuan)(xuan)型、选(xuan)(xuan)材和泵的使用现场等条件,进行(xing)综(zong)合分析,适当加以(yi)应(ying)用。
汽蚀余量(liang)与(yu)吸程
泵在工作时(shi)液(ye)体在叶轮的(de)进口(kou)处(chu)因一定真(zhen)空(kong)压力(li)下(xia)会产生(sheng)汽(qi)体,汽(qi)化(hua)(hua)的(de)气泡(pao)在液(ye)体质点的(de)撞击运动(dong)下(xia),对叶轮等(deng)金属(shu)表面产生(sheng)剥蚀,从而破坏叶轮等(deng)金属(shu),此(ci)时(shi)真(zhen)空(kong)压力(li)叫汽(qi)化(hua)(hua)压力(li),汽(qi)蚀余量是指在泵吸入口(kou)处(chu)单位(wei)重量液(ye)体所具有的(de)超过汽(qi)化(hua)(hua)压力(li)的(de)富(fu)余能量,单位(wei)用(yong)米(mi)标注,用(yong)(NPSH)r。
吸程(cheng)即为必需汽(qi)蚀余量Δh:即泵允许吸液体(ti)的真(zhen)空度,亦即泵允许的安(an)装高度,单位用米(mi)。吸程(cheng)=标准大气压(ya)(10.33米(mi))-汽(qi)蚀余量-安(an)全量(0.5米(mi)) 标准大气压(ya)能压(ya)管路真(zhen)空高度10.33米(mi)。
各(ge)自计(ji)量单位及表示字母?
汽蚀(shi)余量指泵入(ru)口处(chu)液体所具有的(de)总水(shui)头与液体汽化时的(de)压力头之差,单位用米(水(shui)柱)标注,用(NPSH)表(biao)示,具体分为如下几类:
NPSHa——装置汽(qi)蚀余(yu)量又叫有(you)效汽(qi)蚀余(yu)量,越大越不易汽(qi)蚀;
NPSHr——泵(beng)汽蚀(shi)余(yu)(yu)量,又叫(jiao)必(bi)需(xu)的(de)汽蚀(shi)余(yu)(yu)量或泵(beng)进口动压(ya)降,越(yue)小(xiao)抗汽蚀(shi)性能越(yue)好(hao);
NPSHc——临界汽(qi)蚀(shi)余(yu)量,是(shi)指对应泵性能下降(jiang)一定值的(de)汽(qi)蚀(shi)余(yu)量;
[NPSH]——许用(yong)汽蚀余量(liang),是确(que)定(ding)泵使用(yong)条(tiao)件用(yong)的汽蚀余量(liang),通常取 [NPSH]=(1.1~1.5)NPSHc。
必需(xu)汽(qi)蚀余(yu)量(liang)和有(you)效(xiao)汽(qi)蚀余(yu)量(liang)有(you)何区别(bie)
汽(qi)蚀(shi)余量(liang)分有效气(qi)蚀(shi)余量(liang)NPSHa和必须气(qi)蚀(shi)余量(liang)NPSHr。泵的必须汽(qi)蚀(shi)余量(liang)是泵的特(te)性(xing),由设计决(jue)定,泵的有效汽(qi)蚀(shi)余量(liang)由工艺管(guan)路决(jue)定。
对于给(ji)定(ding)泵,在给(ji)定(ding)转速和流(liu)量下必需(xu)具有的(de)(de)汽蚀(shi)余量称为必需(xu)汽蚀(shi)余量,常用(yong)NPSHr表(biao)示。又称为泵的(de)(de)汽蚀(shi)余量,是规定(ding)泵要达(da)到的(de)(de)汽蚀(shi)性能参数。
NPSHr和泵(beng)的(de)(de)内部流(liu)动有关(guan),是由泵(beng)本(ben)身头定的(de)(de),其(qi)物理(li)意义是表示液(ye)体在泵(beng)进口(kou)部分压力(li)下降(jiang)的(de)(de)程度,也就是为了保征泵(beng)不发生汽(qi)蚀,要(yao)求在泵(beng)进口(kou)处单位重(zhong)量液(ye)体具(ju)有超过汽(qi)化压力(li)水头的(de)(de)富余能量。
必须汽蚀余量与(yu)装置(zhi)参(can)(can)数(shu)无(wu)关(guan),只与(yu)泵(beng)进口部(bu)分的运动参(can)(can)数(shu)(vo、wo、wk等)有关(guan),这(zhei)些运动参(can)(can)数(shu)在一(yi)定转速和流量下是由几何(he)参(can)(can)数(shu)决定的。这(zhei)就是说NPSHr是由泵(beng)本身(吸水(shui)室和叶轮进口部(bu)分的几何(he)参(can)(can)数(shu))决定的。
对于既定(ding)的泵(beng),不论何种(zhong)介(jie)质(zhi)(zhi)(黏性大介(jie)质(zhi)(zhi)因(yin)影(ying)响速度分布除外),在(zai)一定(ding)转速和流量下流经泵(beng)进口,因(yin)速度大小相同(tong)故有相同(tong)的压(ya)力(li)(li)降,即NPSHr相同(tong)。所以NPSHr与液体的性质(zhi)(zhi)无关(guan)(不考虑热力(li)(li)学(xue)因(yin)素(su))。
NPSHr越小,表(biao)示压(ya)力降(jiang)小,要(yao)求装置必须提(ti)供的(de)NPSHa小,因而泵(beng)的(de)抗汽蚀性能越好。因此:r代表(biao)required必需(xu)的(de),由泵(beng)本体决(jue)定,具(ju)体与转速,叶轮(lun)形式等有关(guan);
有(you)效汽(qi)蚀余(yu)量(liang)是(shi)指由泵安装条件所确定的(de)汽(qi)蚀余(yu)量(liang),常用NPSHa表示。又称为装置汽(qi)蚀余(yu)量(liang),是(shi)由吸入装置提供(gong)的(de)在泵进口(kou)处单(dan)位重量(liang)液体具有(you)的(de)超过(guo)汽(qi)化(hua)压力水头(tou)的(de)富余(yu)能量(liang)。
NPSHa越大(da),泵越不容易(yi)发生(sheng)汽(qi)蚀(shi)。有效(xiao)汽(qi)蚀(shi)余(yu)量(liang)的大(da)小(xiao)(xiao)与装(zhuang)置(zhi)参数(shu)及液体性质(p、pv等(deng))有关。因为吸入(ru)装(zhuang)置(zhi)的水(shui)力损失和流(liu)(liu)量(liang)的平方成正比,所以NPSHa随流(liu)(liu)量(liang)的增(zeng)加而(er)减(jian)小(xiao)(xiao)。
因此: A代(dai)表available有效的(de),可以提供(gong)的(de),这个由系(xi)统和管路(lu)决(jue)定,必须经(jing)过严格计(ji)算;
要(yao)保(bao)证泵不(bu)气蚀,NPSHa必(bi)须大于(yu)NPSHr。具体大多少,各(ge)种不(bu)同形式的(de)(de)泵都有经验(yan)值, 一般(ban)把泵的(de)(de)必(bi)须汽(qi)蚀余量增加0.5-1m的(de)(de)富余能头(tou)作为(wei)允许汽(qi)蚀余量。