關(guān)于離心泵的汽蝕余量、汽蝕特性曲線及防止汽蝕的措施

helloshigy

   汽蝕余量是指泵人口處液體所具有的總水頭與液體汽化時的壓力頭之差，用Dh表示。汽蝕余量又有有效汽蝕余量Dha和必需汽蝕余量Dhr之分。
   Dha—指泵工作時實(shí)際所具有的汽蝕余量，取決于泵的吸人條件和液體的P，而與泵無關(guān)。它表示液體在泵進(jìn)口處水頭超出Pv的富裕能量

   式中: z- 泵吸人口位置頭；
         Ps-泵吸人口絕對壓力，Pa；
         Vs—泵吸人口流速，m／s。
       Dhr為必需汽蝕余量-指泵為避免汽蝕所必需的汽蝕余量，它取決于泵進(jìn)口部分的幾何形狀以及泵的轉(zhuǎn)速和流量，反映了液體進(jìn)泵后壓力進(jìn)一步降低的程度，而與泵的吸人條件及所吸液體的Pv值無關(guān)。Dhr 越小，表明泵的汽蝕性能越好。Dhr 隨Q的增大而增大，因?yàn)镼增大時，液體進(jìn)泵后的壓降也增加的緣故。Dhr 用汽蝕試驗(yàn)來確定，在試驗(yàn)中逐步增大吸人真空度。
       Dhr 和Hs都是由同樣的汽蝕實(shí)驗(yàn)得出的用以表示泵吸人性能好壞的性能參數(shù)，其性質(zhì)一樣，只是表示方式不同而已。

汽蝕特性曲線

   在Dha 接近Dhr, 但尚未降到很低時，汽泡雖已產(chǎn)生但不多，泵的性能參數(shù)沒有顯著變化，這種汽蝕實(shí)際已經(jīng)發(fā)生但尚未明顯影響到泵性能的情況稱為“潛伏汽蝕”。長期處在潛伏汽蝕工況下工作部件也會受到破壞。
   當(dāng)泵的有效汽蝕Dha降到低于Dhr時，汽泡已發(fā)展到一定程度，它會使葉道間的通流截面明顯減小，汽泡破滅時的液壓沖擊也要消耗能量，故泵的流量、揚(yáng)程和效率都將明顯降低，同時產(chǎn)生噪聲和振動，這時測得的流量和揚(yáng)程出現(xiàn)脈動，即圖3—28中泵特性曲線上畫有斜線段的部分，稱為不穩(wěn)定汽蝕區(qū)。泵在不穩(wěn)定汽蝕工況下工作時部件容易受到破壞。
   當(dāng)Dhr進(jìn)一步降低，液流在葉片進(jìn)口處出現(xiàn)脫流，形成汽水兩相區(qū)。由于含汽量增加，汽泡破滅時所引起的液壓沖擊就會明顯減輕，Q和H脈動消失。這時降低管路阻力只能減小H，使兩相區(qū)的長度增加，而Q幾乎不再增大,在特性曲線上表現(xiàn)為近似一條下垂線，稱為“斷裂工況”，曲線上開始陡降的那一點(diǎn)K稱斷裂點(diǎn)。在斷裂工況線上工作時振動和噪聲并不強(qiáng)烈，部件的汽蝕破壞也不明顯，這種工況也稱為“穩(wěn)定汽蝕”。
    下圖給出了不同z時的Q—H曲線和Dhr—Q曲線
   
　          泵的吸高z1越大，有效汽蝕余量Dhr越小，斷裂工況就越向小Q方向移動，泵不發(fā)生汽蝕的Q范圍也就越小。
   ns不同的泵受汽蝕影響的情況不同，汽蝕特性曲線也有差異：
   1.中、低ns的離心泵葉片流道比較窄長，發(fā)生汽蝕后汽泡很快就會布滿流道，使揚(yáng)程、效率急劇下降，其特性曲線具有明顯的斷裂點(diǎn)。低ns的泵發(fā)生汽蝕后很快就會造成斷流，難以出現(xiàn)穩(wěn)定汽蝕的工況。
   2.高ns的離心泵和混流泵或葉輪進(jìn)口直徑大的高汽蝕性能離心泵，葉片間的流道短而寬，所以汽泡發(fā)生后不會迅即布滿流道，從而使特性曲線在達(dá)到斷裂點(diǎn)之前有較長的一段揚(yáng)程和效率逐漸下降的部分。

防止汽蝕的措施

    大多數(shù)離心泵都要避免工作中出現(xiàn)汽蝕。考慮到工況可能變化和潛伏汽蝕的危害，泵在使用時要求ha≥110％ Dhr ，(兩者差值≥0，5m)。
    在船用泵中，比較容易發(fā)生汽蝕的主要是:
    1.所輸送的液體溫度較高的泵,如鍋爐給水泵、熱水循環(huán)泵等；
    2.或工作中流注高度會顯著降低的泵，如貨油泵等；
    3.還有那些吸人液面真空度較大的泵，如冷凝器及海水淡化裝置的凝水泵；
    防止汽蝕的措施：
    1.提高裝置的Dha
    1)盡可能減小吸人管路的阻力
    2)減小吸上高度或增大流注高度
    3)控制液體溫度不要過高
    2.減小泵的Dhr
   1）在設(shè)計(jì)時盡量改進(jìn)葉輪人口處的幾何形狀：加大葉輪的進(jìn)口直徑和葉片進(jìn)口邊的寬度；增大葉輪前蓋板轉(zhuǎn)彎處的曲率半徑；采用扭曲葉片或雙吸葉輪；在泵的進(jìn)口加設(shè)誘導(dǎo)輪等
   2）采用強(qiáng)度和硬度高、韌性和化學(xué)穩(wěn)定性好的抗汽蝕材料來制造葉輪，以及提高通流部分表面的光潔度，也是提高泵抗汽蝕性能的有效措施。