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水泵汽蝕會有什么樣的危害

內容發布:旭日泵業 發布時間:2020年10月13日 [打印本頁] [關閉窗口]

水泵(離心泵、混流泵、軸流泵等)的汽蝕是一種較為復雜的物理及化學現象,汽蝕的發生和發展,會對水泵造成什么樣的危害呢?這里旭日泵業小編我為大家精心收集整理了以下資料以作參考。

水泵汽蝕的直接原因是泵內局部壓力低于水的飽和蒸汽壓力,或者說氣化是產生汽蝕的根本原因,汽蝕現象的出現會對水泵產生以下3個方面的危害。

1、水泵性能惡化

在產生汽蝕過程中,由于水流中含有大量汽泡,破壞了水流的正常流動規律,改變了流道內的過流面積和流動方向,因而葉輪與水流之間能量交換的穩定性遭到破壞,能量損失增加。從而引起水泵的流量、揚程和效率的迅速下降,甚至達到斷流狀態這種對水泵性能的影響,會因水泵比轉速的不同而呈現程度上的差異。低比轉速離心泵由于葉槽狹長,寬度較小,當汽蝕開始后,汽泡會迅速擴展到葉槽的整個寬度而形成“堵塞”現象,從而破壞水流運動的連續性,引起水流斷裂,水泵性能曲線呈急劇下降的形狀,如圖a所示;對于中、高比轉速的離心泵和混流泵由于葉輪葉槽較寬,不易被汽泡所“堵塞”,只有當流量(流速)增大、汽化發展到一定程度時,才會布滿全部葉片,出現斷流。

因此,在出現斷流狀況之前,其性能曲線下降先緩后陡,如圖b所示;對高比轉速軸流泵,由于葉片之間流道相當寬闊,故汽蝕開始后汽蝕區不易擴展到整個葉槽,因此性能曲線下降緩慢,且無明顯的斷流點。如下圖所示:

不同比轉速泵受汽蝕影響性能曲線下降的形式圖

a-離心泵 b-混流泵 c-軸流泵

2、過流部件受到剝蝕破壞

當汽泡被水流帶到高壓區后,由于汽泡周圍的水流壓力增高,使汽泡迅速破裂,汽泡四周的水流質點高速地向汽泡中心沖擊,水流質點互相撞擊,產生強烈的水錘。根據觀測資料表明,其產生的沖擊頻率很高,每分鐘可達幾萬次,并且集中作用在微小的金屬表面上,瞬時局部壓力可達幾百個或幾千個大氣壓。

如此巨大的沖擊力,持續、長久的作用在葉輪和泵殼的壁面上,會引起金屬材料的塑性變形和局部硬化,并產生金屬疲勞現象,變得脆弱,很快會發生裂縫、擊破與剝落,以致金屬表面呈蜂窩狀的孔洞。在沖擊壓的進一步作用下,使裂縫相互貫穿,直到葉輪或泵殼蝕壞和斷裂,這就是汽蝕的機械剝蝕作用。

汽蝕過程中的水汽凝結是一個放熱過程,汽泡在高壓區被擠壓破裂的同時,溫度也隨之升高。同時,由于水錘沖擊引起水流和壁面的變形也會使溫度升高。根據魏勒( Wheeler..H.)的試驗表明,汽泡破裂附近的瞬時局部溫度可達500~800℃。在高溫高壓情況下,水流會產生帶電現象,這是由于金屬表面不同部位因溫度差異而形成熱電偶,產生電位差,從而對金屬表面發生電解作用(即電化學腐蝕),使光滑表面變得粗糙。

水在汽化的同時,原來溶解在水中的一些活潑氣體(如氧氣),會因低壓從水中逸出,在高溫高壓條件下,對金屬表面產生化學腐蝕作用,進一步加劇機械剝蝕的損壞。

汽蝕對過流部件的破壞,是機械剝蝕、化學及電化學腐蝕共同作用的結果,它們相伴而生,相互促進,加快了金屬材料的損壞速度。其中機械剝蝕是造成材料破壞的主要因素。

3、產生噪聲和振動

在汽泡連續形成和潰滅過程中,因水流質點間的撞擊和對過流部件表面的打擊,泵內會產生強烈的脈沖壓力。因此,水泵發生汽蝕時,水泵會產生頻率很高的噪聲和振動。振動會使機組零件和機座受到破壞。尤其是汽蝕振動的頻率與機組自振頻率相接近時,會引發共振現象,甚至出現嚴重后果。

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