可见,离心泵汽蚀的危害是严重的。因此我们应该很好的掌握汽蚀发生的原因,以及预防汽蚀发生的措施,防止汽蚀及其危害的发生。
三、离心泵汽蚀的原因及类型
水的饱和蒸汽压力与水温有关。如果泵内的最低压力高于该温度的饱和蒸汽压力,水就不会在泵内汽化生成汽泡,水泵就不会发生汽蚀。所以,汽蚀是由水的汽化引起的。离心泵的汽蚀原因主要有以下几个方面:
1)在水泵中,如果吸入系统中某一局部区域的绝对压力等于或低于被吸送液体温度相应的汽化压力,液体便发生汽化,从而发生汽蚀现象,从而造成泵叶轮、叶片表面的损坏。另外,溶解氧析出后对汽蚀区金属部件有氧化腐蚀作用。而汽蚀区液流发生猛烈撞击后,由液流撞击的机械能转化来的热能和汽泡凝结时放出的热能也助长了氧化腐蚀作用。
2)几何安装高度过高,或倒灌高度过低。由于水泵安装过高,在设计工况下运行,叶片进口背面出现低压区,当低于饱和蒸汽压力时,导致叶片背面发生汽蚀。
3)所输送的液体温度过高,则对应的饱和压力高,只要泵内最低点处的压力小于或等于该饱和压力,泵的汽蚀就会发生。
4)运行方式不当。当水泵流量大于设计流量时,叶轮进口相对速度的方向偏离设计方向,共夹角增大,叶片前缘正面发生脱流和漩涡,产生负压,可能出现汽化而引起叶片正面发生汽蚀。当流量小于设计流量时,叶轮进口水流相对速度向相反方向偏离,夹角减小,叶片进口背面产生脱流和漩涡,出现低压区,是导致叶片背面汽蚀的原因之一。
5)泵安装地点大气压力低。对于凝结水泵汽化,具体原因有很多种。如:泵内零、部件磨损、泵内空气未排尽、进口滤网堵塞、凝汽器水位低、循环水管路堵塞等,还要考虑凝结水温、凝结水含氧量等。
根据上述泵内发生汽蚀的原因,可以分为叶面、间隙和粗糙三种汽蚀类型。水泵安装过高,或流量偏离设计流量时所产生的汽蚀现象,其汽泡的形成和溃灭基本上发生在叶片的正面和反面,我们称之为叶面汽蚀。叶面汽蚀是水泵常见的汽蚀现象。在离心泵密封环与叶轮外缘的间隙处,由于叶轮进出水侧的压力差很大,导致高速回流,造成局部压降,引起间隙汽蚀。轴流泵叶片外缘与泵壳之间很小的间隙内,在叶片正反面压力差的作用下,也因间隙中的反向流速大,压力降低,在泵壳对应叶片外缘部位引起间隙汽蚀。水流经过泵内粗糙凸凹不平的内壁面和过流部件表面时,在凸出物下游发生的汽蚀,称为粗糙汽蚀。
四、离心泵汽蚀的基本理论
4。1吸上真空高度
泵的吸上真空高度的高、低,对于泵是否发生汽蚀是一个重要的因素。有些泵由于吸上高度较大,以至于泵内发生汽蚀,甚至吸上高度过大造成吸不上液体,使泵无法工作。所以,恰如其分地确定泵的吸上真空高度和吸上高度是必需的。其公式是:
泵吸上真空高度Hs,与泵几何安装高度Hg、泵吸入口流速cs、吸入管路阻力损失hAs及吸入液面压力有关。倘若吸入液面压力不变,吸上真空高度Hs,随着几何安装高度Hg、泵进口流速cs、吸入管路内液体流动阻力的增大而降低。为保证泵的安全运行,需要规定泵的最大吸上真空高度Hsmax。为使泵运转时不产生气泡,同时又有尽可能大的吸上真空高度,一般规定留有一定的安全裕量K ,即
式中[Hs]——允许吸上真空高度,m。
K——安全裕量,机械工业部门规定安全裕量K=0。3~0。5 m。