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离心泵的气缚与汽蚀

发布日期:2020-09-15 09:32 浏览次数:
    离心泵在启动过程和工作过程中如果操作不当或者液体在低压区气化,则会造成气缚和气蚀现象的发生。气蚀和空气粘结会对离心泵造成严重损坏。今天,我们将详细了解这两种现象的原因及相应的预防措施,以避免工作中气蚀和空气粘结的发生,保证离心泵的正常高效运行。气体粘结现象1导致离心泵在启动前没有被输送的液体充满,或者运行时空气渗入泵内,因为气体的密度小于液体的密度,产生的离心力很小,空气无法甩出。泵壳内流体离心运动产生的负压不足以将液体吸入泵壳。像被“气体”束缚一样,泵失去了自吸能力,不能输送液体,这就是离心泵的气体束缚现象。
    万一发生危害,泵抽不出液体,机组产生剧烈振动,伴有强烈刺耳的噪音,电机空转,容易烧坏。影响输送液体的效率和离心泵的正常运行。
    在启动预防措施突出显示之前,给泵和泵壳注入要输送的液体,启动时关闭出口阀。为了防止倒入泵壳的液体因重力流入下罐,在泵吸入管道入口处安装了止回阀(底阀);如果泵的位置低于油箱中的液位,启动时无需泵送。做好壳体的密封工作,灌水的阀门不能漏水,密封性要好。气蚀现象1气蚀产生的原因当吸入泵壳的液体由于压力降低,刚好在泵的吸入口汽化时,给泵壳内壁带来巨大的水力冲击,使泵壳壁像“气体”一样被腐蚀。这种现象称为空化现象。
    离心泵
    空化产生的主要原因如下:1.入口管道或细管道阻力过大;2.输送介质温度过高;3.流量过大,也就是说出口阀开得太大;4.安装高度过高,影响泵的吸液;5.选择,包括泵的选择和泵的材料选择。
    含气泡的液体挤入高压区后急剧凝结或破裂。由于气泡消失造成的局部真空,周围液体以极高的速度流向气泡中心,瞬间产生数万kpa的巨大高速冲击力,对叶轮和泵壳造成冲击,造成材料的侵蚀和破坏。
    从气蚀和空气粘结的不同原因来看,空气粘结是指泵体内存在空气,一般发生在泵启动时,主要表现为泵体内的空气没有排出;空化是由于液体在一定温度下达到汽化压力。
    根据水泵汽蚀部位的不同,汽蚀可分为以下四类:(1)叶片汽蚀:叶片汽蚀发生在叶片表面,主要是由于水泵安装过高或流量与设计流量偏差过大时出现的汽蚀现象造成的。空化的形成和溃灭多发生在叶片前后或前轮盘内表面和叶片根部。
    (2)间隙空化:间隙空化泵中的水流通过突然变窄的间隙时,速度增加,局部压力降低,也会发生空化。例如,在轴流泵叶片外缘与泵壳之间的间隙中,离心泵密封环与叶轮外缘之间的间隙,由于叶轮进口侧和出口侧的压盖较大,导致高速回流,导致局部压降和间隙空化。
    (3)旋涡空化:旋涡空化也可能由于集水箱和进水通道设计不良或泵在非设计工况下工作而在叶轮下方产生自上而下的带状涡(简称涡带)。当涡带中心压力低于汽化压力时,涡带变成空化带。
    (1)粗糙空化:粗糙空化是指当水流过泵内缝隙内壁面和溢流部位时,容易在突起下游产生局部负压而引起空化,称为粗糙空化。
    3.有害条件(1)泵性能恶化,当气蚀发生时产生大量气蚀气泡。当水中存在大量空化气泡时,水流的正常规律被破坏,叶片槽的有效流通面积减小,流向改变,能量损失增大,导致泵流量、扬程和效率迅速下降,甚至在空化严重时出现断流。(2)损坏过流部件,水泵壁面在高强度冲击力的反复作用下,金属表面产生局部变形与硬化变脆,产生金属疲劳现象,使金属破裂与剥落。除了机械作用外,还有水体逸出的深层活性气体(如氧气)对金属的化学腐蚀和水体对金属的电化学腐蚀。在综合作用下,泵壁首先出现麻点,然后变成蜂窝。严重的话会在短时间内把墙掏空。(3)产生振动和噪音。气泡坍缩时,液体粒子相互碰撞,同时与金属表面碰撞,产生各种频率的噪声。在严重的情况下,可以听到泵中的“爆裂声”,这也导致机组振动。叶轮局部在巨大冲击的反复作用下,表面出现斑痕及裂纹,甚至呈海绵状逐渐脱落,降低了泵使用寿命。噪声和振动也是判断空化发生或消失的主要依据之一。
    4预防措施集锦减少气蚀的有效措施是防止气泡的产生。
    首先应使在液体中运动的表面具有流线型,避免在局部地方出现涡流,因为涡流区压力低,容易产生气泡。此外,应减少液体中的气体含量和液体流动中的扰动,这也将限制气泡的形成。
    选择适当的材料能够提高抗气蚀能力。通常强度和韧性高的金属材料具有较好的抗气蚀性能,提高材料的抗腐蚀性也将减少气蚀破坏。
    离心泵入口处的压力不应太低,但应有一个最小允许值。此时对应的气蚀余量称为必要的气蚀余量,一般由泵制造商通过气蚀实验确定,并作为离心泵的性能列入泵产品样本。泵正常运行时,实际汽蚀余量必须大于必要的汽蚀余量,按中国标准规定应大于0.5m。同时要清理进口管路的异物使进口畅通,或者增加管径的大小。
    另外,对于泵制造商来说,需要提高离心泵本身的抗汽蚀能力,比如从吸入口到叶轮附近的结构设计的改进;采用前置诱导轮,提高液流压力;增加叶片进口角度,减少叶片进口处的弯曲,以增加进口面积。
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