影响离心泵空化性能的因素分析

离心泵叶轮前盖板小叶片对空化特性影响研究离心泵叶轮前盖板小叶片对空化特性影响研究引言离心泵作为一种常见的流体输送设备，在工况复杂多变的流体系统中发挥着重要的作用。

离心泵的性能不仅受到设计结构的影响，还受到各个部位的细微变化的影响。

其中，叶轮前盖板小叶片作为离心泵的重要组成部分，对其气体流动特性有着重要的影响。

本文旨在研究离心泵叶轮前盖板小叶片对泵的空化特性的影响，以期提高离心泵的性能。

一、离心泵的空化现象1.1 空化的定义空化是指液体在流体机械中突然失去液态，形成气泡或气膜的现象。

空化对流体机械的性能和可靠性造成了严重的破坏。

1.2 空化的产生机理空化的产生主要是由于流体的三个方面因素引起的：1）流体内液体的溶解气体饱和度；2）压力降低导致流体气化；3）流体中的气泡嵌入到流动中。

二、离心泵叶轮前盖板小叶片的设计和结构2.1 离心泵叶轮前盖板的作用离心泵叶轮前盖板是指位于叶轮前方的零件，其作用是引导流体进入叶轮并提供叶轮的运动静压力。

2.2 离心泵叶轮前盖板小叶片的设计要求离心泵叶轮前盖板小叶片的设计要求包括与叶轮的匹配、空化特性、流体动力学特性等。

三、离心泵叶轮前盖板小叶片对空化特性的影响3.1 小叶片的形状小叶片的形状对离心泵的空化特性有重要的影响。

小叶片的形状直接决定了流体在离心泵内的流动状态。

3.2 小叶片的间距小叶片的间距在离心泵的结构中起到引导流体流动的作用。

合理的小叶片间距可以减小流体在叶轮前盖板上的压力降。

3.3 小叶片的数量小叶片的数量直接影响泵的空化特性。

过少的小叶片将导致泵的空化现象增加，而过多的小叶片可能会增加泵的阻力。

四、离心泵叶轮前盖板小叶片对性能的改进措施4.1 确定合理的小叶片形状通过数值模拟和实验研究，确定合理的小叶片形状，以改善泵的空化特性。

4.2 优化小叶片的间距通过调整小叶片的间距，减小流体在叶轮前盖板上的压力降，提高泵的性能。

4.3 控制小叶片的数量通过合理控制小叶片的数量，以降低泵的空化现象和流体通道的阻力，提高泵的性能和工作效率。

不同障碍物结构对离心泵空化性能影响的研究不同障碍物结构对离心泵空化性能影响的研究引言离心泵是一种常用的流体输送设备，广泛应用于工业生产、城市供水等领域。

然而，在一些特殊情况下，离心泵容易发生空化现象，从而导致泵的性能下降甚至故障。

因此，研究不同障碍物结构对离心泵空化性能的影响，具有重要的实际意义。

1. 空化现象的原因空化是指在流体中出现气泡或蒸汽的现象。

空化现象的主要原因有以下几点：1.1 高速旋转下的负压区域产生低压，导致液体沸腾，从而形成气泡；1.2 流体中的气体含量过高，导致气体析出形成气泡；1.3 流体中的固体颗粒或气体微泡作为核心形成气泡。

2. 不同障碍物结构对离心泵空化性能的影响2.1 障碍物的形状不同形状的障碍物对离心泵的空化性能影响不同。

一般来说，球状障碍物比较容易引起空化现象，因为球状障碍物的表面积小，流体通过容易产生涡流，从而导致负压区域扩大。

相比之下，圆柱形状的障碍物对离心泵的空化性能影响较小，因为圆柱形状的障碍物表面积大，流体通过相对平稳。

2.2 障碍物的尺寸障碍物的尺寸是影响离心泵空化性能的重要因素之一。

一般来说，障碍物的尺寸越大，其对泵性能的影响越显著。

因为尺寸大的障碍物表面积较大，流体在其周围形成的涡流区域也较大，负压区域扩大，从而容易引发空化现象。

2.3 障碍物的分布方式障碍物的分布方式对离心泵空化性能的影响也是不可忽视的。

如果障碍物呈线状分布，流体通过时会形成较大的涡流区域，负压区域扩大，从而引起空化现象的概率增加。

相反，如果障碍物呈点状分布，流体通过时涡流区域相对较小，负压区域较小，因此空化现象的概率较低。

3. 空化性能改善策略3.1 加装隔离器隔离器可以减少流体中的气体含量，从而降低空化的概率。

隔离器可以通过拦截气泡或蒸汽的方式改善离心泵的空化性能。

3.2 改变障碍物的形状和尺寸通过改变障碍物的形状和尺寸，可以有效降低其对离心泵空化性能的影响。

采用较小尺寸和光滑表面的障碍物，可以减小涡流区域的大小，降低负压区域的扩张。

———中国石油化工总公司发展部资助项目石化用离心泵抽空原因分析3赵会军抚顺石油学院机械系　辽宁省抚顺市　113001 【摘要】通过石化用离心泵抽空问题的调研,运用实例对离心泵抽空原因进行了分析、归纳总结和分类。

从生产实际情况出发,首次提出了空化抽空和工艺无物料抽空的概念。

关键词:离心泵　抽空　分析1　问题的提出离心泵是石油化工工业中广泛应用而又重要的设备之一。

因此,离心泵的可靠稳定运行对石化企业的安全生产及经济效益有很大影响。

目前,在石化生产实际中,大量存在着离心泵抽空的现象,抽空的后果是严重的。

111　抽空初期表现为空化与空蚀。

叶轮流道表面不再平滑而呈海绵状、蜂窝状、沟槽状或鱼鳞状等,使叶轮流道材料破坏;112　泵的流量、扬程及效率显著下降;113　机械密封失效,密封面脱开介质泄漏;114　机组振动并发出刺耳的噪音;115　离心泵空转,密封面处于干摩擦状态,导致密封件“烧裂”,甚至还会造成整机过热等更严重的后果。

总之,抽空对离心泵的正常运行威胁很大,虽然科研人员也曾提出过一些措施以克服离心泵抽空带来的问题,但其效果并不令人满意。

例如,密封研究人员着手泵抽空时机械密封破坏机理的研究,并提出了限制动环或静环轴向位移量,以防止泵抽空时密封面脱开泄漏或静环串位,还提出了使用波纹管机械密封等措施;汽蚀研究人员也提出了优化泵吸入口流道和叶轮流道,使用抗汽蚀材料以及在液流过流表面涂刷抗汽蚀涂料等办法。

应该说这些都在一定程度上也解决了一些离心泵抽空带来的问题,但无论如何都没有从根本上解决泵抽空的问题,毕竟离心泵这时仍然处于抽空状态运行,而且由此带来的其他问题并没有解决。

使离心泵不抽空是解决问题的根本,而针对生产实际不同情况,查明抽空的具体原因是解决问题的前提。

2　空化抽空当流道中局部地方压力降低到接近液体在该温度下的饱和蒸汽压时,液体中就开始有汽泡产生,当汽泡大量产生时,“堵塞”叶轮流道使液流的连续性破坏,泵的运转特性受到影响,出现“断裂”工况。

诱导轮对离心泵空化性能影响的研究的开题报告题目：诱导轮对离心泵空化性能影响的研究一、研究背景和意义离心泵作为常见的流体输送设备，在工业生产、民用生活等领域得到广泛应用。

离心泵的工作性能与空化现象密切相关，因此研究离心泵的空化性能对于提升其工作效率和可靠性具有重要意义。

目前已有很多研究关于离心泵空化性能的影响因素，诱导轮是其中一个重要因素。

诱导轮通过引导前池流动，改变其流向和切向动量，进而影响离心泵的空化性能。

但是，已有研究成果存在不足，如：研究的泵型和诱导轮的结构不够丰富、研究方法不够全面、研究结论缺乏定量分析等。

因此，开展对离心泵诱导轮对其空化性能影响的研究，能够对于优化离心泵的设计和使用提供科学依据，具有重要的现实意义和应用前景。

二、研究内容和方法1. 研究内容本研究将以某型号的离心泵为研究对象，以不同结构的诱导轮为研究变量，通过实验研究诱导轮对离心泵空化性能的影响。

具体研究内容如下：(1) 对离心泵进行基本参数测试，包括流量、扬程、效率等；(2) 制作不同结构的诱导轮，设计三种不同的诱导轮结构；(3) 进行离心泵与不同诱导轮的组合实验，记录离心泵的运行参数和泵腔内的气液两相状态；(4) 分析不同结构诱导轮对离心泵空化性能的影响机理、定量评估不同结构诱导轮的改善效果。

2. 研究方法本研究将采用实验研究和数值模拟相结合的方法，具体研究方法如下：(1) 采用旋转式阻抗测试仪对离心泵进行基本参数测试，获得离心泵工作点；(2) 采用三维数值模拟软件（如Fluent等）建立离心泵模型，并通过改变诱导轮结构进行模拟分析；(3) 将模拟结果与实验数据进行对比，并对不同结构诱导轮的改善效果定量评估。

三、预期成果本研究将得到离心泵与不同结构诱导轮组合后的空化现象及其影响机理，为离心泵的设计和使用提供科学依据，彰显离心泵的优越性和应用前景。

同时，研究结果将有望得到广泛的应用和推广，促进离心泵在各个领域的发展和应用。

诱导轮叶片缝隙引流对高速离心泵内部空化流动的影响研究诱导轮叶片缝隙引流对高速离心泵内部空化流动的影响研究引言高速离心泵是一种常用的流体传输装置，广泛应用于供水、排水、石油化工、冶金、能源等领域。

在高速工况下，泵流动中存在空化现象，即在瞬时的低压区域形成气泡，对泵的安全运行和性能产生负面影响。

为了解决这一问题，近年来研究者提出了诱导轮叶片缝隙引流的方法，本文旨在研究这种方法对高速离心泵内部空化流动的影响。

1. 空化现象的产生机理空化现象主要由于液体在高速离心泵内部的压力降低，使得液体达到沸点，从而形成气泡。

这些气泡在流动中会破裂或聚集形成气腔，增加泵内的涡流、振荡和噪声等不稳定因素，进而影响泵的性能和稳定性。

2. 诱导轮叶片缝隙引流原理诱导轮叶片缝隙引流是通过在离心泵诱导轮的叶片上增加一定大小的缝隙，利用缝隙带动流体形成旋转流动，从而改善泵内部空化现象。

当液体经过诱导轮叶片缝隙时，由于缝隙的存在，液体速度加快，压力降低，从而减少了空化现象的产生。

3. 实验设备及方法在实验中采用了一台高速离心泵，并在泵的进口和出口处分别安装了压力传感器，以监测泵内的压力变化。

在泵的转轴端安装了诱导轮，诱导轮的叶片上设置了缝隙，其大小和数量可以调节。

通过改变诱导轮叶片缝隙的参数，如大小和数量，可以研究诱导轮叶片缝隙对泵内空化现象的影响。

4. 实验结果及分析通过实验观察，发现诱导轮叶片缝隙引流可以明显减少泵内的空化现象。

当缝隙大小适中时，液体在经过诱导轮叶片缝隙时加速并形成旋转流动，从而降低了液体的压力，减少了空化的产生。

然而，当缝隙过大时，虽然能够有效引流，但也会增加对泵的阻力，从而影响泵的效率。

5. 影响因素探讨除了诱导轮叶片缝隙的大小，其数量也对泵内空化现象产生影响。

实验结果显示，增加诱导轮叶片缝隙的数量可以进一步提高引流效果。

另外，流体的粘度、压力、温度等参数也会对诱导轮叶片缝隙引流的效果产生影响。

6. 结论诱导轮叶片缝隙引流是一种有效的减少高速离心泵内部空化现象的方法。

叶顶间隙对离心泵气液两相流特性及空化特性影响的研究叶顶间隙对离心泵气液两相流特性及空化特性影响的研究引言：离心泵是一种常见的流体输送设备，广泛应用于工业生产中。

在某些特定的工况下，离心泵会出现气液两相流现象，而这种现象会对泵的性能造成一定的影响。

同时，泵的叶顶间隙也是影响离心泵性能的重要因素之一。

因此，对离心泵叶顶间隙对气液两相流特性及空化特性的影响进行深入研究，对于提高离心泵的性能、延长其使用寿命具有重要意义。

一、离心泵气液两相流特性的影响1.1 气液两相流现象当离心泵在工作过程中，由于工况变化或介质性质改变，会使得泵入口处出现气泡，形成气液两相流。

气液两相流相对于单相流而言，具有更为复杂的特性，其中包括气液混合比例、气泡尺寸及分布、气泡运动速度等参数都会对泵的性能产生影响。

1.2 气液两相流对泵性能的影响气液两相流的存在会引发离心泵的一系列问题，如泵流量下降、扬程损失、振动增加等。

气液两相流在泵内会形成气泡聚集，增加了泵的摩擦阻力和流通阻力，从而降低了泵的流量。

同时，气液两相流还会增加泵腔内部的动态压力，并增加泵的振动，使得泵的工作状况不稳定。

二、离心泵叶顶间隙对气液两相流特性的影响2.1 叶顶间隙的定义及作用离心泵叶顶间隙指的是泵叶片与泵腔壁的距离，它的大小会影响泵的性能。

当叶顶间隙过大时，容易引起回流现象，产生涡流和较大的漏损；而叶顶间隙过小时，会使得泵内部难以正常流通，增加泵的摩擦阻力。

因此，合理控制叶顶间隙对于离心泵的稳定运行十分重要。

2.2 叶顶间隙对气液两相流特性的影响叶顶间隙的大小会直接影响气液两相流现象的发生与发展。

较大的叶顶间隙能够提供更大的泵腔容积，能够更好地容纳气泡的产生与聚集，减小气液两相流对离心泵性能的影响。

而较小的叶顶间隙则会使得气泡难以正常流通，增加气液两相流对泵的阻力，从而影响泵的流量和扬程。

2.3 叶顶间隙对空化特性的影响叶顶间隙的大小还会影响泵的空化特性。

摘要离心泵由于其结构的独特性，离心泵的综合性能与诸多方面的因素相关，一个具有良好性能的离心泵必然是考虑多方面因素后的综合。

随着计算机技术的发展，CFD数值模拟方法越来越多的应用到产品的辅助设计与性能优化当中，本文主要基于这一方法，以控制变量法为原则，在众多影响离心泵的参数中选取离心泵的几何参数作为研究对象，来探讨其与离心泵综合性能的关系。

对于离心泵的综合性能，本文分为能量特性，空化特性和噪声特性三个主要部分，而选取的叶轮具体几何参数分别为叶片进口冲角、叶片出口安放角、叶片出口宽度、叶片数。

叶轮作为离心泵的能量传输和转化的核心部件，对离心泵性能具有至关重要的-湍影响。

本文能量特性和空化特性的研究主要以叶轮作为主要载体，基于RNGκε流模型，数值模拟了上述几种不同几何参数下的能量特性和空化特性。

结果表明，叶片进口冲角对效率有较大影响，一定范围内的正冲角有利于内部流动分布的改善，但对空化性能影响不显著；叶片出口角和叶片出口宽度相似，均与扬程呈正相关关系，且对空化的影响强于叶片进口冲角；叶片数对空化性能影响较大，属于强影响因素，在一定范围内，叶片数越多则扬程和轴功率越大，效率的变化取决于扬程和轴功率的增幅大小。

研究噪声特性的模型是增加了进口段和蜗壳压水室后的整体模型，出于几何参数变化引起的蜗壳结构的变化因素，本文从噪声源的角度探讨了不同噪声源对离心泵远声场的影响。

结果显示，旋转叶片表面的压力脉动对离心泵的噪声贡献更加显著。

关键词：离心泵；叶轮几何参数；数值模拟；能量特性；空化特性；噪声特性AbstractThe synthesize performance of a centrifugal pump is associated with many factorsbecause of its unique structure. The centrifugal pump with a good performance must beconsidered with various factors. With the development of computer technology, themethod of CFD numerical simulation to applied to the aided design and performanceoptimization of products become more and more popular, common and important. In thispaper, based on this method and the principles of control variable method, choose theimpeller geometrical parameters of centrifugal pump among numerous factors whichinfluence its performance as the research object, to explore its relationship with thecentrifugal pump performance. In this paper, for the performance of a centrifugal pump, itdivided into three parts: energy properties, cavitation characteristics and noisecharacteristics. Impeller geometric parameters include the blade inlet angle of attack,blade outlet angle, blade outlet width, blade number.Impeller as the core component of transmission and transformation of energy has avital influence on performance of a centrifugal pump. In this paper, the research of energyand cavitation characteristics mainly used the impeller as the main carrier, based on -turbulence model and numerical simulation method. The results show that the RNGκεblade inlet angle of attack has a greater effect on impeller efficiency, is within the scope ofa certain angle of attack is helpful for the improvement of the internal flow distribution,but no significant effects on cavitation performance; Blade outlet angle and blade outletwidth is similar, are positively correlated with head relationship, and the effect ofcavitation is stronger than blade inlet angle of attack; Blade number on the cavitationperformance, belongs to the strong influence factors, within a certain range, the moreblade number, the lager head and shaft power, the efficiency changes is depending on thehead and shaft power increasing size.Adding the import part and spiral case to the impeller as the model of noisecharacteristics researching. The article discussed the influence of different noise source onfar sound field of centrifugal pump considering the spiral case changes caused by thechange of impeller geometric parameters. Results show that the pressure pulsation on thesurface of rotor blades as the noise source making a more significant contribution to the noise.Keywords:Centrifugal pump; Impeller geometric parameters; Numerical simulation;Energy characteristics; Cavitation characteristics; Acoustic characteristics目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论1.1研究背景与意义 (1)1.2国内外研究现状及文献综述 (2)1.3离心泵水力性能概述 (7)1.4研究内容与思路 (8)1.5小结 (9)2离心泵的设计思路、三维造型及数值模拟2.1初始模型的设计思路 (10)2.2主要设计流程 (10)2.3原始模型的主要参数 (13)2.4离心泵原始模型的数值模拟 (13)2.5小结 (16)3离心泵叶轮几何参数对能量特性的影响3.1离心泵能量特性的表述 (17)3.2叶片进口安放角对离心泵能量特性的影响 (18)3.3离心泵叶片出口角对其能量特性的影响 (21)3.4叶片出口宽度b2对离心泵能量特性的影响 (25)3.5叶片数Z对离心泵能量特性的影响 (29)3.6小结 (32)4离心泵叶轮几何参数对空化特性的影响4.1空化机理以及空化数值模拟方法 (33)4.2叶片几何参数对离心泵空化性能曲线的影响 (34)4.3不同叶片几何参数对应的离心泵叶轮内部空泡分布 (38)4.4小结 (43)5离心泵流动诱导噪声数值分析5.1离心泵诱导噪声数值计算方法与声学方程 (44)5.2流动诱导噪声数值计算 (47)5.3噪声计算结果及后处理 (48)5.4小结 (52)6总结与展望6.1总结 (53)6.2展望 (54)致谢 (56)参考文献 (57)附录1 攻读学位期间发表论文 (62)1绪论1.1研究背景与意义泵是一种广泛用于国民经济各个领域建设的通用流体机械，其主要功能是进行不同形式的能量转换和输运，而离心泵作为泵类产品中最重要的一种产品，它具有需求量大、应用范围广、品种规格多、结构形式多种多样、性能稳定效率高等特点。

离心泵效率低的原因分析及解决方法摘要：离心泵在化工、石油、造纸等行业都有广泛应用，是企业的主要的耗能设备，泵高效率运行不仅能满足节能减排的要求，还能明显的提高企业的经济效益，提升泵效率，确保泵安全、稳定、高效率运行是企业的一项重要工作，本文就离心泵效率低的原因进行了分析，并提出了效率低的解决方法。

关键词：效率；气蚀；泄漏；偏离工况；滤网堵塞；电机问题1.效率定义离心泵泵效率是泵的输出功率与泵轴功率之比，公式是η=Pu/Pa。

η--泵效率（%），Pu-- 泵输出功率（kW），Pa-- 泵轴功率（kW）。

2.气蚀导致泵效率低的原因分析及解决方法离心泵内压力最低点通常位于叶轮叶片进口稍后的一点附近，当此处压力降至被输送液体此时温度下的饱和蒸气压时，液体便在该处开始汽化，形成大量的气泡，输送液体压力大于汽泡压力时，气泡便会急骤地缩小以至破裂同时会产生局部真空，液体质点快速冲向气泡中心，质点相互碰撞形成频率很高瞬时压力很大的冲击，这种气泡的产生和破裂过程反复进行，就对这一区域的过流部件表面产生冲击破坏作用，使泵流量和扬程降低，效率降低等，这种现象叫做汽蚀现象。

循环泵运行中流量和扬程达不到额定值，泵无法高效率运行，对循环水泵停泵检修，解体检修后发现泵叶片被汽蚀作用发生严重损坏，由于泵进口处叶片长期受汽蚀作用，叶片表面受到连续、反复的频率很高瞬时压力很大的冲击，叶片表面很快产生蜂窝状的点蚀，然后范围不断扩大，叶片逐渐因疲劳发生大片剥蚀损坏，泵运行时流量和扬程达不到额定值，泵效率下降。

同时泵运行时，因汽蚀现象的存在，叶片逐渐受到破坏，振动值逐渐增高，导致动不平衡力长期作用在泵轴上，泵轴长期受力不均应力集中时会出现泵轴断裂现象，减轻汽蚀现象即可减轻汽蚀造成的破坏，延长叶轮、轴的正常使用寿命，确保泵高效率运行。

泵新叶轮图片附图1，叶轮汽蚀破坏后的图片见附图2。

图1图2气蚀导致泵效率低的解决方法：1.更换不锈钢、合金铸铁、和高镍合金钢等抗汽蚀性能力强的材料制造的叶轮，材料的强度硬度韧性越高，抗汽蚀性能越强，可以减轻气蚀现象，确保泵高效率运行。

河南科技Henan Science and Technology 工业技术总767期第三十三期2021年11月离心泵设计过程中空化问题思考刘学峰张保祥（中国电建集团郑州泵业有限公司，河南郑州450004）摘要：本文对离心泵中空化的发展过程进行了简要介绍，对离心泵偏离设计工况点运行时所产生的空化性能变化及稳定性问题进行阐述，进而准确的离心泵运行范围、合理设计首级叶轮、进水室及叶片进口形状和位置，来提高离心泵各运行工况特别是部分工况的抗空化能力。

关键词：离心泵；空化发展；稳定性；抗空化能力中图分类号：TH311文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）33-0030-03Cavitation Analgsis on Centrifugal Pump DesignLIU Xuefeng ZHANG Baoxiang(China Power Construction Group Zhengzhou Pump Co.,Ltd.,Zhengzhou Henan450004)Abstract:Abstract:This paper briefly introduces the development process of cavitation in centrifugal pump,and ex⁃pounds the cavitation performance change and stability problems caused by the operation of centrifugal pump when it deviates from the design point.Then the paper puts forward to accurate the operation range of centrifugal pump、rea⁃sonably design the first stage impeller、suction chamber、the inlet shape and position of blade.It improve the anti-cavitation ability of centrifugal pump under various operating conditions,especially partload operating conditions.随着国家“碳中和”环保目标的实行，大部分火力发电厂正致力于灵活性改造及深度调峰技术的研究，与发电机组配套的离心式给水泵运行方式也随之变化，其运行参数变化更大，运行范围也更广。

处理离心泵汽蚀故障一、现象：泵体振动，噪声强烈，压力表波动，电流波动。

流量下降，扬程下降，泵的效率下降二、故障原因分析：1、罐内液位过低；2、泵进口密封填料漏，阀门法兰连接处不严，泵在工作中吸入气体；3、油品温度过高产生汽化；4、泵叶轮入口过滤器有堵塞物；5、用泵出口控制泵排量时，排量控制过小，使泵内液体温度过高，而产生汽化。

三、处理方法：1、发现泵产生汽蚀不严重时，应及时放掉泵内气体，及时补充大罐液位；汽蚀严重时应紧急停泵；2、控制炉火降低油温防止汽化；调节或处理泵进出口密封填料；清洗叶轮、过滤器内杂物；3、按操作规程停泵放压；检查二合一液位；检查二合一出口温度，控制炉火；检查进出口阀门，加大进液量4、检查出口阀门，加大出口水量；放空排气见液体；按操作规程启动离心泵5、检查泵密封填料，调整密封填料漏失量；检查压力、温度、电流变化情况，做好记录；清扫现场汽蚀的危害⑴汽蚀会产生很大的冲击力，将金属零件的表面产生凹陷或对零件产生疲劳性破坏，以及冲蚀。

⑵由于低压的形成，从液体中将析出氧气或其他气体，在受冲击力的地方产生化学腐蚀。

在机械损失和化学腐蚀的作用下，加速了液体流通部分的破坏。

⑶汽蚀的开始阶段，由于发生的区域小，气泡不多，不致影响泵的运行，泵的性能不会受大的改变。

当汽蚀到一定程度时，会使泵流量、压力、效率下降，严重时断流，吸不上液体，破坏泵的正常工作。

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。

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。

离心泵抽空原因及应对措施与机械密封详解据我国石油化工行业统计，80%以上的离心泵采用的密封方式为机械密封。

由于工况条件的不同，离心泵在输送物料过程中，经常出现机械密封处物料的泄漏，给环境造成污染，并造成能源的浪费。

机械密封是离心泵的主要易损件之一，因而泵的故障多数是由密封失效所导致的。

据统计，机械密封失效导致泵的故障占设备故障率的50%以上，所以有必要对离心泵的机械密封泄漏进行分析改进，以降低泵的故障率。

一、离心泵工作原理及机械密封装置的作用离心泵通过电机、联轴器，使其叶轮高速旋转，在叶片之间的液体受到叶片的推动，在离心力的作用下，不断地从中心被甩向四周，当泵内液体从叶轮中心被抛向边缘时，中心处形成了低压区，由于进泵前的液体压强大于泵吸入口处的压强，在压强差的作用下，液体便经吸入管连续地吸入泵内，以补充被排出液体的位置，只要叶轮不停地旋转，液体便不断地吸入和排出。

泵轴穿过泵壳时，动静之间有间隙存在时，泵内的液体就会从间隙漏至泵外，若吸入端是真空，则外界空气会漏入泵内，严重影响泵的工作，为了减少泄漏，一般在动静间隙处装有轴端密封装置。

轴封装置是离心泵的重要部件，它直接关系到离心泵能否正常工作。

现在轴封装置一般采用机械密封。

二、机械密封原理机械密封是一种依靠弹性元件对动、静环端面密封副的预紧和介质压力与弹性元件压力的压紧而达到密封的轴向端面密封装置。

机械密封通常由静环、动环、压紧元件和密封元件组成。

动环和静环的端面组成一对摩擦副，动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上，并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。

压紧元件产生压力可使泵在不运转状态下，也保持端面贴合，保证密封介质不外漏，并防止杂质进入密封端面。

密封圈起密封动环与轴的间隙、静环与压盖的间隙的作用，同时对泵的振动、冲击起缓冲作用。

机械密封在实际运行中不是一个孤立的部件，它是与泵的其它零部件一起组合起来运行的。

离心泵的空化原理
离心泵的空化原理是在泵腔内部形成气液两相混合的状态，使得泵腔内部的压力降低到蒸汽压之下，从而使介质中的液体发生汽化，产生气泡。

这些气泡随着液体一起被吸入泵腔，进一步降低了腔内的有效工作流体密度，造成泵腔的工作流体密度下降，出现空化现象。

空化的形成主要与以下几个因素有关：
1. 液体压力降低：当液体通过泵的进口管道或泵腔的狭窄部位时，管道的截面积突然增大，或液体受到阻塞、振动等外力作用时，液体的流速会突然增加，压力降低，从而导致液体发生汽化。

2. 液体温度升高：液体的温度升高会导致液体的饱和蒸汽压增加，当液体的温度超过饱和蒸汽压时，液体中的一部分液体会汽化成气体，产生气泡。

3. 液体中溶解气体过多：液体中溶解的气体含量过多时，容易形成气泡，并且容易被压力降低的区域吸入泵腔，导致空化。

空化对离心泵的工作效率和正常运行有着很大的影响，空化会降低泵的扬程和流量，造成泵的运行不稳定甚至发生故障。

为了避免空化现象的发生，在设计和使用离心泵时，需要考虑液体的温度、压力、流速、管道设计等因素，尽量减小液
体压力降低和液体温度升高的情况，以及减少液体中溶解气体的含量。

浅谈诱导轮出口螺距对离心泵空化性能的影响摘要：离心泵靠叶轮旋转产生的离心力来输送液体，?在流量大、而扬程不高的工作场合中应用比较广泛。

诱导轮是一种轴流式叶轮，其加设在离心泵主叶轮之前，主要目的是提升叶轮入口压力，改善泵的空化性能。

本文研究了诱导轮出口螺距对离心泵空化性能的影响，旨在为提升离心泵抗空化性能提供一定参考与借鉴。

关键词：离心泵；诱导轮；出口螺距；空化性能；影响离心泵通过叶轮旋转而使水发生离心运动来工作，当泵壳和吸水管内充满水后，在电机驱动下，泵轴带动叶轮和水做高速旋转运动，借助离心作用，水被甩向叶轮外缘，再经过蜗形泵壳流道流向水泵的压水管路。

离心泵的各部分构造主要包含泵体、泵轴、叶轮、轴承、密封环、填料函等部分，其中叶轮是离心泵的核心部分。

如果液体温度保持不变，当压力降到特定临界值时，离心泵中的液体就会发生汽化，就称之为离心泵空化。

其主要原因是离心式叶轮高速运转过程中，叶轮进口存在低压区，导致气体极易被析出，受离心力作用而进一步导致所输送的介质发生液体与气体分离。

离心泵发生空化后，就会产生比较大的振动和噪声，导致过流部件腐蚀和性能降低。

解决方法一般是在高速离心泵前加装诱导轮。

因为诱导轮属于轴流式叶轮，本身具有较好的轴流式叶轮的几何特性与空化特性，在运转过程中不会产生离心力叶轮产生的空泡被压控在诱导轮外缘低压区，并聚集在叶轮内，因而不会堵塞流道。

此外，诱导轮产生的扬程还能提高离心轮进口的压力和离心轮的空化余量。

随着各领域对离心泵抗空化性能要求的提高，诱导轮也得你到了越来越广泛的应用，关于诱导轮对离心泵空化性能影响的研究，也逐渐受到重视。

本文在计算工作状态泵的空化余量基础上，确定了诱导轮的设计参数，在确保诱导轮进口螺距和其它参数不发生变化的情况下，将出口螺距逐渐增大，来研究出口螺距对离心泵空化性能的影响。

一、诱导轮设计（一）装置空化余量与泵的必需空化余量计算根据之前的设计，诱导轮扬程一般取为（1）在上式中，表示诱导轮需提供的扬程；表示泵所需的空化余量；表示装置空化余量。

基于计算流体动力学的离心泵空化性能研究离心泵具有广泛的应用，其中空化是影响离心泵性能的重要因素。

随着计算流体动力学（CFD）技术的发展，它已经成功地用于评估离心泵的空化性能。

有鉴于此，本文将以《基于计算流体动力学的离心泵空化性能研究》为标题，运用计算流体动力学的方法和数据，研究离心泵的空化性能。

[正文]一.究背景离心泵在水处理、冷却、发电等领域中都有重要的应用，并且在这些领域中发挥着重要作用。

空化是影响离心泵性能的重要因素，对离心泵的性能产生重要影响。

传统的研究方法（如实验分析和数值模型）在研究离心泵空化方面存在很多局限性，因此，计算流体动力学（CFD）的发展为研究领域提供了新的技术手段，可以更有效地研究离心泵的空化性能。

因此，本文将以《基于计算流体动力学的离心泵空化性能研究》为标题，运用计算流体动力学的方法和数据，研究离心泵的空化性能。

二.心泵空化性能研究1. CFD技术的基础计算流体动力学是一种广泛应用的数值模拟技术，可以用来研究复杂的流体流动现象。

它利用数学模型对流体运动进行数值模拟，以获得流体流动的近似解，从而实现离心泵的空化性能研究。

2. 二维CFD分析计算流体动力学应用于空化性能研究的基础是二维CFD分析。

该分析实验采用最新的CFD技术，将流体运动分解为多个坐标方向，建立流体流动过程的数学模型，计算流体流速、压力分布、温度分布和空化概率等参数。

3.果分析通过CFD分析，我们可以获得离心泵的空化性能参数，并进行相应的结果分析，以便更好地理解和改进离心泵的空化性能。

根据CFD 分析结果，我们发现：（1）增加导叶面积可以降低离心泵的空化概率；（2）增加水力压力可以降低离心泵的空化概率；（3）增加流量也可以降低离心泵的空化概率。

三.结本文以《基于计算流体动力学的离心泵空化性能研究》为标题，研究了基于CFD技术的离心泵空化性能。

结果表明，增加导叶面积、增加水力压力和增加流量都可以降低离心泵的空化概率。

离心泵空化现象
离心泵是一种广泛应用于工业领域的流体机械，其主要功能是将液体输送到另一个位置。

但在某些情况下，离心泵可能会出现空化现象，这会影响其正常运行并且会危及设备和工作环境的安全。

空化是指液体中的气体被抽走，导致液体中出现空洞或气泡。

离心泵的空化现象可能是由以下原因引起的：液体中的气体含量过高、泵的进口压力过低、泵的转速过快等。

为了避免这种情况的发生，必须定期检查和维护离心泵，并采取相应的措施来减少气体含量和维护适当的进口压力。

同时，应考虑采用低速运行、改善液体流动情况等技术手段，以克服离心泵空化现象所带来的危害。

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叶片包角对离心泵空化性能的影响牟介刚;施郑赞;谷云庆;王浩帅;赵李盼;简捷【摘要】为了研究叶片包角β对离心泵空化性能的影响, 以100MP200单级单吸离心泵为模型, 在保持其他叶轮几何参数不变的情况下, 设计了4种不同包角β的叶轮, 基于完全空化模型和RNGk—ε湍流模型对离心泵进行数值模拟, 分析不同包角下叶轮流道内的空化性能和空泡体积分布规律.结果表明:叶片包角β对离心泵的扬程和效率有明显相关性, 在叶片包角β=160°时具有最佳的扬程和效率;最佳包角为β=160°的叶轮具有最佳的抗空化性能, 空化区域面积比其他三种包角叶轮有显著的减小.%In order to study the effects of blade wrap angle on cavitation performance of centrifugal pump, the 100 MP200 centrifugal pump is chosen as research object.Four different wrap angle of impeller blades were designed, while the volute and other geometric parameters were kept constant.Based on complete cavitation model and RNG k-εturbulence model, the cavitation performance of centrifugal pump was studied by numerical simulation.the cavitation performance and cavitation volume distribution under different wrap angle was analysed.The results show that:the blade wrap angle has a significant effect on the pump lift and the efficiency of centrifugal pump.When the blade wrap angle atβ=160°, it has the best lift and efficiency.The impeller wi th the wrap angleβ=160°has the best anti cavitation performance, the cavitation area has a significant decrease compared with the other three kinds of wrap angle impellers.【期刊名称】《浙江工业大学学报》【年(卷),期】2019(047)001【总页数】5页(P24-28)【关键词】离心泵;包角;空化;数值模拟;优化设计【作者】牟介刚;施郑赞;谷云庆;王浩帅;赵李盼;简捷【作者单位】浙江工业大学机械工程学院,浙江杭州 310014;浙江工业大学机械工程学院,浙江杭州 310014;浙江工业大学机械工程学院,浙江杭州 310014;浙江工业大学机械工程学院,浙江杭州 310014;浙江工业大学机械工程学院,浙江杭州310014;浙江工业大学机械工程学院,浙江杭州 310014【正文语种】中文【中图分类】TH317空化是引起离心泵故障的主要原因之一,空泡的产生堵塞了叶轮内部流道，影响了液流的压力能向速度能的转化,致使离心泵扬程和效率大幅度的降低[1-2]。

影响离心泵性能的因素分析和性能换算影响离心泵性能的因素分析和性能换算影响离心泵的性能的因素很多，其中包括液体性质（密度ρ和粘度μ等）、泵的结构尺寸（如D2和β2）、泵的转速n等。

当这些参数任一个发生变化时，都会改变泵的性能，此时需要对泵的影响离心泵性能的因素分析和性能换算影响离心泵的性能的因素很多，其中包括液体性质（密度ρ和粘度μ等）、泵的结构尺寸（如D2和β2）、泵的转速n等。

当这些参数任一个发生变化时，都会改变泵的性能，此时需要对泵的生产厂家提供的性能参数或特性曲线进行换算。

1．液体物性的影响 (liquid properties of matter affect)（1）密度(density)的影响离心泵的流量、压头均与液体密度无关，效率也不随液体密度而改变，因而当被输送液体密度发生变化时，H-Q与η-Q曲线基本不变，但泵的轴功率与液体密度成正比。

此时，N-Q 曲线不再适用，N需要用式2-16重新计算。

（2）粘度(Viscosity)的影响当被输送液体的粘度大于常温水的粘度时，泵内液体的能量损失增大，导致泵的流量、压头减小，效率下降，但轴功率增加，泵的特性曲线均发生变化。

当液体运动粘度γ大于20cSt（厘沲）时，离心泵的性能需按下式进行修正，即（2-17）式中cQ、cH、cη——分别为离心泵的流量、压头和效率的校正系数，其值从图2-13、2-14查得；Q、H、η——分别为离心泵输送清水时的流量，压头和效率；Q’、H’、η’——分别为离心泵输送高粘度液体时的流量，压头和效率。

粘度系数换算图是在单级离心泵上进行多次试验的平均值绘制出来的，用于多级离心泵时，应采用每一级的压头。

两图均适用于牛顿型流体，且只能在刻度范围内使用，不得外推。

图2-13中的QS表示输送清水时的额定流量，单位为m3/min。

粘度系数换算图的使用方法见例2-3。

大流量离心泵的粘度换算系数小流量离心泵的粘度换算系数2．离心泵转速的影响 (affect of rotate speed)由离心泵的基本方程式可知，当泵的转速发生改变时，泵的流量、压头随之发生变化，并引起泵的效率和功率的相应改变。