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盡量減輕泵在運行中的汽蝕破壞
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汽蝕是液力機械中常見的故障之一,肯富來水泵發(fā)現由于進口池或管路設計不合理,以及未充分考慮大氣壓、溫度、介質氣化壓力的變化等常常因為汽蝕而引起泵的過早失效。
一、汽蝕的產生原因
汽蝕是由液體汽化引起的,液體分子逸出液體表面,成為氣體分子的過程,稱為“汽化”。液體的汽化程度與壓力的大小、溫度高低有關。溶解于液體中的氣體,在壓力和溫度變化時也會釋放出來,形成汽穴。當液體內部壓力下降,低于液體在該溫度下的飽和蒸汽壓時,在局部區(qū)域形成汽泡或汽穴;而在壓力升高的地方汽泡突然被四周的壓力壓破,液流因慣性以極高的速度向汽泡的中心擠壓,對設備造成水力沖擊。這種微泡的產生、潰裂以及對過流表面產生物理和化學作用的整個過程稱為汽蝕。
如果液體中不含任何雜質,即使在壓力很低時也不會發(fā)生汽蝕。國外的汽蝕研究者通過試驗認為,超高純水的抗拉強度(即產生空穴的極限)遠遠超過通常的金屬材料的抗拉強度。但通常的液體中總是含氣體或固體,這些雜質成為汽蝕核子,在一定條件下誘發(fā)空穴的發(fā)生。含砂水流由于水與砂的比重不同,砂粒運動軌跡與流線脫離,可能會加速汽蝕的發(fā)生。
二、減輕水泵汽蝕的辦法
1.提高水泵的抗汽蝕性能
(1)采用雙吸式葉輪的水泵。由于雙吸泵的汽蝕余量Δhc比單級單吸泵的汽蝕余量Δhc小,對于轉速n和流量Q相同的泵,盡量采用雙吸式葉輪。
(2)適當加大葉輪進口直徑及增大葉片入口寬度。當葉輪進口直徑和葉片入口寬度增大時,其葉輪進口絕對速度和相對速度均減小,可知泵的臨界汽蝕余量降低。但此時葉輪進口處的減漏環(huán)面積增大,泄露量增加,泵的容積效率會降低。
(3)葉輪前加設誘導輪。在離心泵葉輪前設置誘導輪。誘導輪與泵的葉運轉,其產生的壓力輪同軸組裝后一起運轉,其產生的壓力對葉輪入口增壓,提高泵的抗汽蝕性能。但加設誘導輪,會使水泵性能不穩(wěn)定,因此,尚需對其進行進一步的探索和研究。
2.提高過流部件材料的抗汽蝕能力
為了減輕汽蝕對水泵過流部件的損壞,延長其使用壽命,往往選用抗汽蝕性能較強的材料。如采用鑄錳、青銅、不銹鋼及合金鋼等材料鑄造葉輪;或用聚合物涂復或激光噴鍍過流部件表面以抵抗汽蝕破壞。另外,對過流部件表面進行精加工,提高其光潔度,也可減輕汽蝕的危害。
3.提高進水裝置的防汽蝕能力
汽蝕余量是與進水裝置和管路系統有密切關系,因此應設計良好的進水裝置,佛山水泵廠提醒大家盡可能地提高泵進口的汽蝕余量,以滿足泵內動壓降的要求。
(1)合理確定水泵的吸水高度。由于水泵一般都在非設計工況下運行,因此應充分考慮水泵工作中可能遇到的各種工況,所確定的吸水高度在任何工況下都應滿足水泵吸水性能的要求。
(2)選配合理的進水管道。盡可能減少進水管道長度及不必要的管道附件,適當加大進水管徑,以減小進水管的水力損失,提高泵進口的汽蝕余量。對于大流量泵,進水管道內的水流流速和壓力盡可能均勻分布,將有利于防止汽蝕的發(fā)生。
(3)設計良好的進水池。良好的進水池不僅可以減小池中水位的降落,減小進水管口的阻力系數,而且池中水面平穩(wěn)不產生漩渦??杀苊饪諝膺M入泵內,防止汽蝕過早地發(fā)生。
3.運行管理中可采取的措施
(1)盡量使水泵在設計工況附件運行。可跟據泵站的具體條件,采用變閥、變速、變角等調節(jié)措施,來防止水泵運行工況偏離設計工況過遠。
(2)控制水泵實際轉速高于設計轉速的幅度。由于必須汽蝕余量與轉速的平方成正比,轉速過高時,不僅使必須汽蝕余量大幅增加,而且使有效汽蝕余量減小。
(3)水泵在運行中發(fā)生汽蝕時,可采用水泵進水口充入少量空氣或高壓水流的辦法,來減輕或避免汽蝕危害。
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