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標(biāo)題: 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 [打印本頁]

作者: helloshigy 時(shí)間: 2012-11-11 22:56
標(biāo)題: 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

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(shí)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(shí)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(shí)，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(shí)，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(huì)受到破壞。
當(dāng)泵的有效汽蝕Dha降到低于Dhr時(shí)，汽泡已發(fā)展到一定程度，它會(huì)使葉道間的通流截面明顯減小，汽泡破滅時(shí)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(shí)產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，這時(shí)測得的流量和揚(yáng)程出現(xiàn)脈動(dòng)，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(shí)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(shí)所引起的液壓沖擊就會(huì)明顯減輕，Q和H脈動(dòng)消失。這時(shí)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(shí)振動(dòng)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(shí)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(dòng)，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(huì)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(huì)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(huì)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(shí)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(huì)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(shí)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。

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