离心泵气蚀现象及预防措施
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离心泵气蚀的危害及防范措施简介离心泵气蚀是指离心泵在工作过程中,因为液体中存在气体或低压区域,使得气体在液体中溶解度降低导致气体被析出,在叶轮中形成气泡,进而在离心力的作用下膨胀、破裂,最终破坏泵的正常工作状态。
离心泵气蚀的危害较大,不仅会导致设备损坏和停机维修,还会给整个系统带来负面影响。
危害毁坏设备当离心泵发生气蚀时,气泡会在叶轮中形成特定的运动方式,进而与叶轮产生撞击,导致叶轮表面出现空洞或划痕,严重时会出现爆裂现象。
气蚀还会使得泵的叶轮、轴承等关键部件出现磨损,缩短设备寿命。
减小泵的效率气蚀过程中,气泡不仅会对叶轮产生破坏,同时还会减小离心泵的效率。
因为气泡会随着液体流经叶轮,在进口处形成一定的涡流,使泵的吸入功不会转化为水的流动能量,从而导致泵的效率降低。
危及运行安全由于离心泵气蚀后,其扬程和流量都会下降,使得泵的运行点向靠近零流量的区域移动。
这会导致离心泵运行时,扬程大于系统阻力时产生回流,或者出现泵热、振动等异常现象,从而危及整个系统的运行安全。
防范措施改进液体进口管道对于含气液体进入泵的情况,我们需要采取改进液体进口管道的方法,以减少气体进入泵中的机会。
可采取以下措施:•改进进口管道形状:进口管道采取弯曲、分支或用多段柔性软管等,以消除液体在进口由于突然变化而形成的涡流和波动,减少气体的分离。
•增加就位式泡沫消声器:就位式泡沫消声器内部是以泡沫为其他,液体穿过泡沫,减少空气滞留,从而减少气体进入泵中的机会。
•对管道进行加热:在管道上设置加热器,使得液体温度上升,进而增加气体的溶解度。
采取适当措施降低进口的静态头进口处的静态头越高,气蚀的风险就越大。
铺设管道时需避免弯管,减小管径和长度,降低管道的阻力和静态压力,从而降低进口的静态头。
其他措施•采用合适的材料:使用更好的泵材料,如高强度不锈钢、钼等。
•降低转速:减少叶轮的转速,可以降低叶轮的压力和腐蚀速率,延长离心泵使用寿命。
•定期检修:定期检查并维修泵及其他设备,以保证其正常运行状态。
离心泵的汽蚀现象介绍
离心泵的汽蚀现象是指在泵运行过程中,由于流体在泵叶轮周围形成了负压区域,造成液体中的蒸汽产生泡沫和空化现象,从而影响离心泵的正常工作。
离心泵的汽蚀现象主要原因有以下几个方面:
1. 进口压力过低:当进口压力过低时,会导致负压区域扩大,形成空化现象,进而引起汽蚀。
这可能是由于系统进口管道设计不当、管道内有空气或气体混入,或者是由于液位下降等引起进口压力降低。
2. 流体速度过高:当液体进入离心泵时速度过高,会导致液体在叶轮周围产生过高的负压,形成空化现象,进而引起汽蚀。
这可能是由于泵的转速过高或泵的进口截面积过小。
3. 液体中含有气体或蒸汽:液体中含有气体或蒸汽会增大液体的蒸汽压力,使液体易产生汽蚀现象。
4. 泵的设计或制造缺陷:离心泵的叶轮或叶片设计不当,叶轮与泵壳之间的间隙过大,也会导致泵产生汽蚀现象。
离心泵汽蚀的危害包括:降低泵的工作效率、降低泵的扬程、增加能量消耗、增加振动和噪音,甚至会导致泵的损坏。
为了避免离心泵的汽蚀现象,可以采取以下措施:
1. 确保泵的进口压力不低于设计要求,避免进口压力过低。
2. 合理设计进口管道,确保管道内无气体或空气混入。
3. 控制泵的流量,避免流速过高。
4. 减少液体中的气体含量,通过适当的脱气措施。
5. 选择合适的泵型和合理的泵设计,避免泵的鼓风效应。
对于离心泵来说,汽蚀是一种常见的故障现象,需要注意泵设计、操作和维护,以避免或减少汽蚀的发生。
离心泵的汽蚀现象及其防范措施离心泵的用途十分广泛,如化工、采矿、火力发电,建筑消防、给排水等。
水泵的汽蚀、磨蚀及其联合作用的破坏一直是水泵运行、维护及管理工作中的一个重要问题。
泵在运行过程中,由于设计不合理、吸入口压力过低或输送液体温度过高等原因,会发生气蚀。
汽蚀对水泵危害很大,使离心泵不能正常工作,甚至停运。
一、汽蚀现象由于水的物理特性,我们知道,水和汽可以互相转化,转化的条件即温度与压力。
一个大气压下的水,当温度上升到100℃时就开始汽化。
但在高原地区,水在不到1O0℃就开始汽化。
如水温一定,降低水的压力,当压力下降到某一数值时,水就开始汽化并产生汽泡,此时的压力就称作该对应水温下的汽化压力。
汽化发生后,就有大量的蒸汽及溶解在水中的气体逸出,形成许多蒸汽与流体混合的小汽泡。
当汽泡随水从低压区流向高压区时,在高压作用下,迅速凝结而破裂。
在破裂瞬间,产生局部空穴,高压水以极高的速度流向原汽泡占有空间,形成一个冲击力。
由于汽泡中的气体和蒸汽来不及在瞬间全部溶解和凝结,在冲击力作用下又形成小汽泡再被高压水压缩凝结,如此多次反复,在流道表面极微小的面积上,冲击力形成的压力可高达几百甚至上千兆帕,冲击频率可达每秒几百万次。
材料表面在水击压力的作用下,形成疲劳而遭严重破坏,从开始的点蚀到严重的海绵状空洞,甚至蚀穿材料壁面。
另外,产生的汽炮中还夹杂着某种活性气体如氧气,它们借助气泡凝结时放出的热量可使局部温度升至200—300℃,对金属起化学腐蚀作用。
我们把这种汽化产生汽泡,汽泡进入高压区破裂以致材料受到破坏的全部过程称为汽蚀现象。
关于汽泡形成机理的研究发现,如果液体与固体的接触面上的缝隙中存在微波的气核,在汽化发生时,缝隙中的这些微笑气核首先迅速成长成为肉眼可见的气泡(或称空泡),而汽核的存在对汽化产生的压力具有明显的影响,在无气核条件下,汽化发生于热力学平衡态所对应的饱和蒸汽压力;气核越大对应的汽化压力也比热力学饱和蒸汽压力高出越多。
离心泵因其操作简易、运行平稳、性价比高及便于维修护理而受到多数使用客户的喜爱并广泛应用于工业领域和日常生活。
但凡是机械设备,在经过长时间的持续工作状态下,难免会出现设备的损坏和故障问题,离心泵的气蚀现象就是离心泵的常见故障之一。
泵一旦发生汽蚀,其流量和扬程性能不仅会下降,还会表现出噪声、振动明显偏高,严重时甚至会使泵中液流中断,不能正常工作。
汽蚀还会对泵的过流部件产生破坏,甚至影响管路系统。
产生气蚀现象的原因有很多,例如离心泵产品质量有问题,操作人员的使用不当等。
产品在出厂前会经过多道程序的质量检测,所以人为因素的影响比例更大。
在工作状态下,离心泵的工作环境及操作因素的影响,占到离心泵发生气蚀现象比例的绝大部分。
下面深圳恒才具体为大家介绍下气蚀产生的原因。
气蚀原因:离心泵在工作的时候,离心泵输送的液体压力,会随着泵内液体从入口到叶轮入口下降而下降。
当叶片入口附近的液体压力达到最低的时候,叶轮开始对液体做功,液体压力开始上升。
当叶轮叶片入口附近的最低压力小于液体输送温度下的饱和蒸汽压力时,液体就会发生汽化的现象。
同时溶解在液体内的气体也逸出,它们形成气泡。
当气泡随液体流到叶道内压力较高处时,外面的液体压力高于气泡内的汽化压力,则气泡又重新凝结溃灭形成空穴,瞬间内周围的液体以极高的速度向空穴冲来,造成液体互相撞击,使局部的压力突然增加。
这样,不仅阻碍了离心泵输送的液体正常流动。
而且当这些气泡在叶轮壁面附近破裂的时候,则液体就会连续不断地撞击离心泵的内壁表面。
长期的撞击之下就会造成离心泵内壁的结构损坏和剥落。
如果气泡内掺杂着一些化学气体例如氧气,这些气体就会借助气泡凝结时放出的热量(局部温度可达200~300℃),还会形成热电偶,产生电解,形成电化学腐蚀作用,更加速了金属剥蚀的破坏速度。
像这种液体汽化、凝结、冲击、形成高压、高温、高频冲击负荷,造成金属材料的机械剥裂与电化学腐蚀破坏的综合现象称为离心泵的汽蚀现象。
离心泵汽蚀现象及解决方案1、汽蚀现象由于叶轮叶片入口附近液体压力小于或等于液体输送温度下的饱和蒸汽压力时,液体就汽化,同时还可能有溶解在液体内的气体逸出,形成大量气泡,气泡随液体流到叶道内压力较高处时又瞬时凝结溃灭。
在气泡凝结溃灭的瞬间,气泡周围的液体迅速冲入气泡凝失形成的空穴,形成强大的局部高频高压水击,金属表面因疲劳而产生剥蚀。
同时,由于活泼气体(如氧气)的存在以及气泡凝结时产生的局部高温,导致金属表面发生电化学腐蚀。
上述这一过程称为汽蚀现象。
2、影响汽蚀的因素影响液体压力和饱和蒸汽压力的因素都会影响汽蚀的发生。
影响的因素:(1)泵进口的结构参数:包括叶轮吸入口的形状、叶片入口边宽度及叶片进口边的位置和前盖板形状等。
(2)泵的操作条件:它包括泵的流量、扬程及转速等。
(3)泵的安装位置:它包括泵的吸入管路水力损失及安装高度。
(4)环境因素:它包括泵安装地点的大气压力。
(5)影响的因素,它包括介质本身的性质及介质操作温度。
3、解决离心泵汽蚀问题的几个方案(1)改进泵入口的结构参数这一方案适于在离心泵的设计制造阶段,该方法在生产现场很少采用。
(2)在泵的吸入口加装诱导轮加装诱导轮,对提高离心泵的抗汽蚀性能,解决汽蚀问题,效果很显著。
而且其结构简单易于制造安装,运行维修方便,造价低,在不影响生产的前提下即可进行安装调试,特别适于在生产现场推广应用。
(3)合理设计吸入管路及调整安装高度该方法虽能彻底消除汽蚀问题,但在生产现场却很少采用。
这是因为调整泵的吸入管路及安装高度,工程量大、施工费用高,并且受施工环境的制约,只有在装置停车或大检修时才能进行;同时,由于工艺条件的限制,调整泵的吸入管路及安装高度又将影响后续工艺,具有连锁反应。
(4)优化工艺操作条件在工艺条件允许的情况下,改变泵的流量、扬程、转速及介质的操作温度等操作参数,可以避免汽蚀的发生。
但由于工艺条件的限制,优化工艺操作条件具有很大的局限性,大部分情况下效果并不显著。
离心泵汽蚀原因及预防措施离心泵是一种常用的水泵,广泛应用于城市供水、建筑冷却、工业流体输送等领域。
然而,在实际应用过程中,离心泵常常会出现汽蚀现象,严重影响了泵的运行效率和寿命。
因此,本文主要讨论离心泵汽蚀的原因,以及如何采取预防措施来避免这种现象的发生。
离心泵汽蚀的原因离心泵汽蚀的本质原因是水在泵内受到了过大的气体压力,从而形成了气泡。
这些气泡在泵内流动时会造成强烈的振荡和能量耗散,导致泵的性能下降,泵体和叶轮受到损伤。
那么导致离心泵汽蚀的原因有哪些呢?下面列举了几个主要因素:1. 设计因素离心泵的设计是汽蚀现象的根本原因之一。
不合理的设计会造成水流速度过大或泵的进口节流过小,从而导致水在泵内部形成气泡。
此外,叶轮的质量和工艺也是影响汽蚀的重要因素之一。
不合格的叶轮容易导致气泡形成和破裂,从而引起汽蚀。
2. 操作因素操作因素是影响离心泵汽蚀的主要因素之一,包括过高的进口流量、管道阻力过大、泵的启停频率不合理等。
例如,管道中出现斜坡、弯曲或阀门局部振荡等现象,都会引起温度和压力的变化,从而影响气体的释放和吸收。
因此,正确的操作方式是预防汽蚀的关键。
3. 工况因素离心泵在不同的工况下,也会受到不同程度的汽蚀影响。
例如,在夏季高温下,水中气体溶解度降低,气体逸出速度加快,容易出现汽蚀;在输送含有气体溶解物的液体时,也容易出现汽蚀现象。
因此,在不同的工况下,需要采取不同的措施来避免汽蚀的发生。
离心泵汽蚀的预防措施离心泵汽蚀是不可避免的,但可以采取一些预防措施来减少这种现象的影响。
下面列举了几个预防措施:1. 改善离心泵设计改善离心泵的设计,是预防汽蚀的重要措施之一。
应选择质量好、制造精度高的叶轮,避免过小的进口口径和转速过高造成的局部振荡等问题。
此外,在设计水管时也要考虑开口的位置、数量、大小和管道的阻力等,避免出现过小或过大的进口流量,从而引起汽蚀。
2. 加强操作和维护正确的操作和维护也是预防汽蚀不可或缺的步骤。
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟离心泵的汽蚀现象解释以及防止的几种措施一、离心泵的汽蚀现象液体在一定温度下,降低压力至该温度下的汽化压力时,液体便产生汽泡。
把这种产生气泡的现象称为汽蚀。
汽蚀时产生的气泡,流动到高压处时,其体积减小以致破灭。
这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。
离心泵在运转中,若其过流部分的局部区域(通常是叶轮叶片进口稍后的某处)因为某种原因,抽送液体的绝对压力降低到当时温度下的液体汽化压力时,液体便在该处开始汽化,产生大量蒸汽,形成气泡,当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时,气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。
在气泡凝结破裂的同时,液体质点以很高的速度填充空穴,在此瞬间产生很强烈的水击作用,并以很高的冲击频率打击金属表面,冲击应力可达几百至几千个大气压,冲击频率可达每秒几万次,严重时会将壁厚击穿。
在水泵中产生气泡和气泡破裂使过流部件遭受到破坏的过程就是水泵中的汽蚀过程。
水泵产生汽蚀后除了对过流部件会产生破坏作用以外,还会产生噪声和振动,并导致泵的性能下降,严重时会使泵中液体中断,不能正常工作。
二、离心泵汽蚀基本关系式离心泵发生汽蚀的条件是由泵本身和吸入装置两方面决定的。
因此,研究汽蚀发生的条件,应从泵本身和吸入装置双方来考虑,泵汽蚀的基本关系式为NPSHc≤NPSHr≤[NPSH]≤NPSHaNPSHrNPSHc 泵开始汽蚀NPSHaNPSHaNPSHrNPSHc 泵无汽蚀式中NPSHa 装置汽蚀余量又叫有效汽蚀余量,越大越不易汽蚀;。
离心泵的汽蚀现象及其防范措施离心泵的汽蚀现象及其防范措施离心泵被广泛应用于石化、冶金、水利、电力及核电等工业领域,在各种生产装置中对液体介质进行动力输送,其性能可靠性对于装置的正常运行有着非常重要的作用。
汽蚀是离心泵运行中的一个重要现象,是影响离心泵运行可靠性和使用寿命最常见的问题,同时也是影响其向大流量、高转速方向发展的一个巨大的障碍,因此汽蚀成为目前泵类研究中的一个重要课题。
1.汽蚀的产生原理汽蚀是一种液体动力学现象,发生的根本原因在于液体在流动过程中出现了局部压力降,形成了低压区。
根据物理学知识可以知道,对于某种液相介质,在一定温度下对应着一定的饱和蒸汽压Pv,当介质的压力小于Pv时就会发生汽化。
离心泵运转时,介质进入泵吸入口后,在叶轮没有对介质做功前,压力是逐渐降低的,当压力降低到该处相应温度下的饱和蒸汽压时,介质就会沸腾汽化,使原来流动的介质出现大量的气泡,气泡中包含着输送介质的蒸汽以及原来溶解在介质中而逸出的空气。
当气泡随同液流从低压区流向高压区时,由于转动的叶轮对介质做功,介质压力迅速上升,当压力大于该处相应温度下的饱和蒸汽压Pv时,气泡又会重新凝结成为液相,瞬间形成大量的空穴,而周围的液相介质以高速冲向空穴相互撞击,使得空穴处的局部压力陡增。
这种液击是一种高强度、高频率的冲击,其压力可达数百个大气压以上,水击频率高达25000次/秒,材料壁面上因受到如此高频率、高压力的重复载荷作用而逐渐产生疲劳破坏。
在某些工况下,泵送介质中可能溶解有活性气体(如氧气等),借助于介质由气相凝结成液相时会释放大量的热量,对金属产生电化学腐蚀,加速腐蚀破坏的速度,致使金属表面出现麻点、穿孔甚至断裂。
这种在泵内出现的液相介质汽化、凝结、冲击,以致金属材料腐蚀破坏的现象总称离心泵的汽蚀。
2.汽蚀的危害汽蚀会影响离心泵的正常运行,引发许多严重后果。
2.1汽蚀会使离心泵的性能下降离心泵是通过叶轮的旋转将能量传递给介质,转化为介质的压力能,但汽蚀会对叶轮和液体之间的能量传递造成严重干扰。
化工原理离心泵的汽蚀现象离心泵的汽蚀现象是指在离心泵工作过程中,由于液体的压力降低,发生气体凝结,析出气泡,甚至产生水蒸汽,进而影响泵的正常运行。
汽蚀现象不仅会导致泵的效率下降,甚至还可能损坏泵的部件,对离心泵的正常运行造成重大影响。
汽蚀的原因可以归结为两个方面:液体压力降低和液体中的气体的析出。
首先,离心泵在工作过程中,由于液体的流体阻力和摩擦阻力,在泵的进口和出口处会产生一定程度的压力损失。
当液体通过泵的各个部件时,速度加快,压力降低,因此会导致液体的压力下降。
当液体的压力降低到饱和蒸汽压以下时,液体中的气体就会析出形成气泡。
随着液体继续通过泵的运动,这些气泡会被带到泵的出口处,进一步膨胀形成气隙,造成泵的性能下降。
其次,在液体中存在溶解的气体,在液体的温度升高、压力降低的情况下,这些气体会析出形成气泡。
这些气泡会在液体中聚集,随着液体通过离心泵的运动,气泡会随着离心力的作用,从液体中分离出来,形成空腔,进一步导致泵的性能下降。
汽蚀现象对离心泵的影响有以下几个方面:首先,汽蚀降低了泵的效率,使泵的扬程降低,流量减小,进而导致泵的性能下降。
因为当液体存在气蚀的时候,液体的密度会发生变化,密度减小会导致液体的质量不足,降低泵的扬程和流量。
其次,汽蚀还可能导致泵的振动增大,对泵的稳定性产生不利影响。
当气泡和空腔通过泵的转子时,会产生振动和冲击力,加速泵的磨损,导致泵的性能下降,甚至损坏泵的部件。
最后,汽蚀还会对泵的寿命产生影响。
当泵发生汽蚀时,会产生冲击力和振动,加速泵部件的磨损,进而影响泵的寿命。
为了避免汽蚀现象的发生,可以采取以下措施:首先,增加泵的进口压力。
可以通过在泵的进口处增加一个进口管道,将液体引导到泵的进口处,增加液体的进口压力,从而降低汽蚀的发生。
其次,增加液体的温度。
当液体的温度升高时,溶解在液体中的气体析出的可能性会减小,从而减少汽蚀的发生。
最后,可采用改进泵的结构设计,例如在泵的进口处增加一个气体分离器,可以将液体中的气体分离出来,减少气泡和空腔的形成,从而减少汽蚀的发生。
浅谈离心泵气蚀现象及预防措施
[摘要]:根据离心泵发生气蚀现象分析原因,并针对输油管线中的离心泵,给出一定的预防措施.
[关键词]:离心泵、气蚀现象、输油管线、预防措施
中图分类号:tv131.3+2文献标识码: a 文章编号:
1 气蚀的产生现象及危害
1.1离心泵工作原理
离心泵是靠叶轮以一定速度旋转而产生的离心力将液体介质输送出去的一种流体机械。
驱动机通过泵轴带动叶轮旋转产生离心力,在离心力作用下,液体沿叶片流道被甩向叶轮出口,液体经蜗壳收集送入排出管。
液体从叶轮获得能量,使压力能和速度能均增加,并依靠此能量将液体输送到工作地点。
1.2气蚀现象
离心泵在工作时候往往会产生一种特殊现象, 通常离心泵受汽蚀破坏的部位,先在叶片入口附近,继而延至叶轮出口。
起初是金属表面出现麻点,继而表面呈现槽沟状、蜂窝状、鱼鳞状的裂痕,严重时造成叶片或叶轮前后盖板穿孔,甚至叶轮破裂,造成严重事故。
流体中气泡的产生、扩大、溃灭的过程中伴随着复杂的物理化学现象,表现出噪声、振动,并伴有流量、扬程和效率的降低,致使水泵的性能下降,同时过流部件也会遭到破损,甚至不能工作。
这种液体汽化、凝结、冲击、形成高压、高温、高频冲击负荷,造成金属材料的机械剥裂与电化学腐蚀破坏的综合现象称为气蚀。
汽
蚀严重影响到泵的安全运行和使用寿命。
1.3 气蚀产生原因
液体在泵内流动时,当离心泵的吸入高度过大和液体温度较高时,致使吸入口压强小于或等于液体饱和蒸汽压,由于叶片的形状和液流在其中突然改变方向灯流动特点,在叶片附近的非工作面等处存在着某些局部低压区。
若处于低压区的流体压力降低到对应液体温度的饱和蒸汽压,液体便开始汽化而产生气泡;如果压力继续降低,气泡及其区域会逐渐增大和扩大;于此同时压力继续降低,气泡及其区域会逐渐增大和扩大;于此同时一部分原来可能溶解在液体中的某些活泼气体(如水中的氧等),也会由于压力降低而逸出重新成为气泡。
当以上这些气泡随液流进入泵内高压区时,它们受压又迅速凝缩甚至破碎消失。
在气泡消失的瞬间,气泡周围的液体迅速进入气泡凝失产生的空穴,并伴有局部的高温高压水击现象。
离心泵叶轮受到巨大的力的冲击,所以产生了气蚀现象.
图1 气蚀原因示意图
1.4 气蚀造成的危害
离心泵在气蚀状态下工作就会出现以下现象:流体质点间相互冲击和对流道壁面的强烈冲击会产生宽频带的噪音,并引起泵的振动,不能正常工作;气蚀会使流道断面形成阻塞,使泵的扬程、流量、效率都会急剧下降,使得泵的性能下降,严重时泵不能工作;气蚀也会使过流表面的材料遭到剥蚀,产生麻面,使原表面形状遭到破坏,甚至造成叶片的断裂。
2 预防气蚀产生的措施
为了避免气蚀的发生,要采取相应措施使叶片入口附近的压力维持在某一数值以上,通常取输送温度下液体的饱和蒸汽压作为最低压力值。
有效气蚀余量越大越不易发生气蚀,此余量实际上就是流到泵入口处的单位质量液体所具有的比气蚀时的静压所富余的能量,它与泵吸入装置的条件,如吸液管内的压力,吸入管内的几何安装高度、阻力损失、液体性质和温度有关。
采取的措施有以下几种:
(1)降低液体温度(使对应的液体饱和压力降低);
(2)减小吸上高度或变净正吸入为灌注吸入(使吸口压力增大);
(3)降低吸入管阻力(采用粗而光滑的吸管,减少管路附件等);(4)关小排出阀或降低泵转速(降低流量)。
3 结束语
在原油输送过程中,离心泵起到了极其重要的作用。
泵出了问题,势必要影响整个输油系统,所以平时工作要认真负责,正确安装和使用离心泵,及时发现气蚀现象,分析原因,找出解决方案,防止出现其他事故。
参考文献:
[1] 尚阳锋,任世君,朱玉芹.离心泵气蚀的危害及防范措施.化
工设计通讯.2009.9
[2] 朱艳华,李莲英.离心泵气蚀的预防.黑龙江科技信息.。