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[摘 要]本文着重讲述了降低离心泵汽蚀的方法,在应用和实践中逐渐把离心泵的性能发挥到做好,提高泵的工作效率。
[关键词]离心泵汽蚀性能
中图分类号:G717 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)48-0038-01
一、前言
泵属于通用机械,在国民经济各部门中用来输送液体的泵种类繁多,用途很广,如水利工程、农田灌溉、化工、石油、采矿等。为满足不同的工作需求,就有不同形式的泵。尤其是化工生产,输送的介质往往具有腐蚀性,这些泵比一般的水泵要复杂一些。
在各种泵中,离心泵应用最为广泛,因为它的流量、扬程及性能范围均较大,并具有结构简单、体积小、重量轻、运行平稳等优点。但是主要影响工作性能的是汽蚀。
二、汽蚀发生的原理
离心泵运转时,液体在泵内的压力变化为先下降后上升的趋势。如图1。液体的压力随着从泵入口到叶轮入口而下降,在叶轮入口附近,液体压力 最低。此后,由于轮对液体做功,压力很快上升。当叶轮叶片入口附近的压力 ≤ (液体输送温度下的饱和蒸汽压力)时,液体就汽化。同时,还可能有溶解在液体内的气体逸出,它们形成许多气泡。当气泡随液体流到液道内压力较高处时,外面的液体压力高于气泡内的汽化压力,则气泡会凝结溃灭形成空穴,瞬间周围的液体会以极高的速度向空穴冲来,造成液体互相撞击。向上述这种液体汽化、凝结、冲击,形成高压、高温、高频冲击载荷,造成金属材料的机械剥蚀与电化学腐蚀破坏的综合现象称为汽蚀。
三、汽蚀的后果
发生汽蚀后,使过流部件被剥蚀破坏。先在叶片入口附近,继而延至叶轮出口,严重时造成叶片或叶轮前后盖板穿孔。如图2,图3。另外也会使泵产生噪音和振动,使泵的性能下降。汽蚀也是水力机械向高流速发展的巨大障碍。汽蚀的机理十分复杂,所以研究泵汽蚀过程的客观规律,提高泵抗汽蚀的性能,是水力机械的研究和发展的重要课题。
四、提高泵抗汽蚀性能的措施
泵是否发生汽蚀是由泵本身和吸入装置两方面决定的。研究泵的汽蚀条件,防止泵发生汽蚀,应从两方面同时加以考虑。
增大叶轮进口和叶片进口的过流面积。适当增大叶輪前盖板进口段的曲率半径,让液流缓慢转弯,可以减小液流急剧加速而引起的压降。适当减小叶片进口的厚度,并将叶片进口修圆使其接近流线型。
采用前置诱导轮。一方面诱导轮可以对其后的离心叶轮起加压作用,并在离心叶轮进口处造成一个强制预旋,降低叶轮进口处的速度。另一方面,由于诱导轮流道宽而长,而且是轴向的,气泡只能沿轴向在外缘运动,这样就限制了气泡的发展,不易堵塞整个流道。
采用双吸式叶轮。让液流从叶轮两侧同时进入叶轮,进口截面增加一倍,进口流速可减少一倍,从而使泵的必须汽蚀余量变为单吸叶轮的0.63倍。
增加泵前储液罐中液面上的压力 来提高 或者也可以将吸上装置改为倒灌装置。
不允许用泵的吸入系统上的阀门调节流量,减小泵前管路上的流动损失,也可提高 。例如缩短管路,减少弯管和阀门
泵应在规定转速下运行。如果泵在超过规定转速下运行,根据泵的汽蚀相似定律可知,当转速增加时,泵的必须汽蚀余量成平方增加,则泵的抗汽蚀性能将显著降低。
五、结束语
汽蚀过程本身是一种反复冲击、凝结的过程,伴随着很大的脉动力,涉及许多复杂的物理,化学现象。是一个尚需深入研究的问题。当许多人认为汽蚀对流道表面材料的破坏,主要是机械剥蚀造成的,而电化学腐蚀则进一步加剧了材料的破坏。所以解决泵汽蚀的问题,会使泵的性能得到一个质的飞越。
[关键词]离心泵汽蚀性能
中图分类号:G717 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)48-0038-01
一、前言
泵属于通用机械,在国民经济各部门中用来输送液体的泵种类繁多,用途很广,如水利工程、农田灌溉、化工、石油、采矿等。为满足不同的工作需求,就有不同形式的泵。尤其是化工生产,输送的介质往往具有腐蚀性,这些泵比一般的水泵要复杂一些。
在各种泵中,离心泵应用最为广泛,因为它的流量、扬程及性能范围均较大,并具有结构简单、体积小、重量轻、运行平稳等优点。但是主要影响工作性能的是汽蚀。
二、汽蚀发生的原理
离心泵运转时,液体在泵内的压力变化为先下降后上升的趋势。如图1。液体的压力随着从泵入口到叶轮入口而下降,在叶轮入口附近,液体压力 最低。此后,由于轮对液体做功,压力很快上升。当叶轮叶片入口附近的压力 ≤ (液体输送温度下的饱和蒸汽压力)时,液体就汽化。同时,还可能有溶解在液体内的气体逸出,它们形成许多气泡。当气泡随液体流到液道内压力较高处时,外面的液体压力高于气泡内的汽化压力,则气泡会凝结溃灭形成空穴,瞬间周围的液体会以极高的速度向空穴冲来,造成液体互相撞击。向上述这种液体汽化、凝结、冲击,形成高压、高温、高频冲击载荷,造成金属材料的机械剥蚀与电化学腐蚀破坏的综合现象称为汽蚀。
三、汽蚀的后果
发生汽蚀后,使过流部件被剥蚀破坏。先在叶片入口附近,继而延至叶轮出口,严重时造成叶片或叶轮前后盖板穿孔。如图2,图3。另外也会使泵产生噪音和振动,使泵的性能下降。汽蚀也是水力机械向高流速发展的巨大障碍。汽蚀的机理十分复杂,所以研究泵汽蚀过程的客观规律,提高泵抗汽蚀的性能,是水力机械的研究和发展的重要课题。
四、提高泵抗汽蚀性能的措施
泵是否发生汽蚀是由泵本身和吸入装置两方面决定的。研究泵的汽蚀条件,防止泵发生汽蚀,应从两方面同时加以考虑。
增大叶轮进口和叶片进口的过流面积。适当增大叶輪前盖板进口段的曲率半径,让液流缓慢转弯,可以减小液流急剧加速而引起的压降。适当减小叶片进口的厚度,并将叶片进口修圆使其接近流线型。
采用前置诱导轮。一方面诱导轮可以对其后的离心叶轮起加压作用,并在离心叶轮进口处造成一个强制预旋,降低叶轮进口处的速度。另一方面,由于诱导轮流道宽而长,而且是轴向的,气泡只能沿轴向在外缘运动,这样就限制了气泡的发展,不易堵塞整个流道。
采用双吸式叶轮。让液流从叶轮两侧同时进入叶轮,进口截面增加一倍,进口流速可减少一倍,从而使泵的必须汽蚀余量变为单吸叶轮的0.63倍。
增加泵前储液罐中液面上的压力 来提高 或者也可以将吸上装置改为倒灌装置。
不允许用泵的吸入系统上的阀门调节流量,减小泵前管路上的流动损失,也可提高 。例如缩短管路,减少弯管和阀门
泵应在规定转速下运行。如果泵在超过规定转速下运行,根据泵的汽蚀相似定律可知,当转速增加时,泵的必须汽蚀余量成平方增加,则泵的抗汽蚀性能将显著降低。
五、结束语
汽蚀过程本身是一种反复冲击、凝结的过程,伴随着很大的脉动力,涉及许多复杂的物理,化学现象。是一个尚需深入研究的问题。当许多人认为汽蚀对流道表面材料的破坏,主要是机械剥蚀造成的,而电化学腐蚀则进一步加剧了材料的破坏。所以解决泵汽蚀的问题,会使泵的性能得到一个质的飞越。