伊藤水泵的汽蚀

时间:2019-01-22 浏览:
1. 汽蚀现象 
  水和汽可以互相转化,这是水所固有的物理特性,而温度和压力则是造成它们转化的条件。在0.1MPa大气压下的水,当温度上升到100℃时,就开始汽化。但在高山上,由于气压较低,水不到100℃时就开始汽化。如果水的某一温度保持不变,逐渐降低液面上的绝对压力,当该压力降低到某一数值时,水同样也会发生汽化。这个压力称为水在该温度条件下的汽化压力,用符号pv表示。如当水温为20℃时,其相应的汽化压力为2.4kPa。如果在流动过程中,某一局部的压力等于或低于水温相对应的汽化压力时,水就会在该处发生汽化。 
  汽化发生后,大量的蒸汽及溶解在水中的气体逸出,形成许多蒸汽与气体混合的小汽泡。当汽泡随同水流从低压区流向高压区时,汽泡在高压的作用下,迅速凝结而破裂。在汽泡破裂的瞬间,产生局部空穴,高压水以极高的速度流向这些原来被汽泡所占据的空间,形成一个冲击力。由于汽泡中的气体和蒸汽来不及在瞬间全部溶解和凝结,因此,在冲击力的作用下又分成更小的汽泡,再被高压水压缩、凝结,如此形成多次反复。如果汽泡的破裂发生在流道附近,就会在流道表面形成某种强度的高频冲蚀。冲蚀形成的水击压力可高达几百甚至上千MPa,冲击频率可达每秒几万次。流道材料表面在水击压力的反复作用下,形成疲劳而遭到破坏,从开始的点蚀到严重的蜂窝状空洞,最后甚至把材料壁面蚀穿。通常把这种破坏现象称为剥蚀。 
  另外,由液体中逸出的氧气等活性气体,借助汽泡凝结时放出的热量,也会对金属起化学腐蚀作用。这种汽泡的形成、发展和破裂以致材料受到破坏的全部过程,称为汽蚀现象。 
  2. 汽蚀产生的原因分析 
  泵在运转中,在其过流部分的局部区域,通常是叶轮叶片进口稍后的区域,因为某种原因,抽送液体的绝对压力降低到当时温度下的液体汽化压力,液体便在该处开始汽化,产生大量蒸汽,形成气泡。当含有大量气泡的液体向前流动,经叶轮内的高压区时,气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。在气泡凝结破裂的同时,液体质点以很高的速度填充空穴,在这个及其短暂的瞬间,液滴质点将产生很强烈的水击作用,并以很高的冲击频率打击金属表面,冲击应力可达几百至几千个大气压,冲击频率可达每秒数万次,严重时会将壁板击穿。 
  在水泵中产生气泡和气泡破裂,过流部件遭受到损坏乃至破坏的过程称之为水泵的汽蚀过程。水泵产生汽蚀后除了对过流部件会产生破坏作用以外,还会产生噪声和振动 ,同时导致泵的性能下降,严重时会使泵中液体中断,不能正常工作 。 
  水泵汽蚀产生的原因很多,有些是由一种因素直接形成的,有些是多个因素共同作用的结果:(1)使用者对水泵的性能参数了解不清或根本不了解,安装使用不当;(2)引水条件的改变使泵站进水池水位过低;(3)水泵与动力装置不配套,传动装置不匹配,转速过高;(4)进水池设计不合理,产生了涡流、偏流,进水管浸入水下太浅;(5)进水管路太长,管径太细,附件太多,拐弯太多,水头损失太大;(6)水泵进水口堵塞,水流受阻;(7)水源含沙量太大。