离心泵的汽蚀现象及消除
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离心泵汽蚀的原因及处理方法离心泵是一种常见的机械设备,广泛应用于工业、农业、建筑、市政等领域。
然而,在离心泵的使用过程中,汽蚀问题经常会出现,给设备的正常运行带来很大的困扰。
本文将从离心泵汽蚀的原因及处理方法两个方面进行探讨。
一、离心泵汽蚀的原因1.液体中的气体液体中的气体是离心泵汽蚀的主要原因之一。
当液体中存在一定量的气体时,它们会随着液体一起被吸入离心泵中,进入泵腔内部。
当液体通过泵轮时,气体会被压缩,形成气泡,这些气泡在后续的工作中会不断扩大,最终破裂,形成高速的水击波,从而对离心泵的叶轮、泵壳等零部件造成损坏。
2.液体的温度液体的温度也是离心泵汽蚀的重要原因之一。
当液体的温度升高时,液体中的气体容易溶解,从而导致气体的含量下降。
此时,当液体流经离心泵时,由于气体含量的减少,水泵中的压力也会下降,进而形成真空,使液体内部的气体被迫从液体中释放出来,形成气泡,从而引起汽蚀。
3.液体的粘度液体的粘度也是离心泵汽蚀的原因之一。
当液体的粘度较高时,液体在流动过程中的阻力较大,使得液体的流速变慢。
此时,液体中的气体容易在液体内部积聚,形成气泡,从而引起汽蚀。
4.泵的设计泵的设计也是离心泵汽蚀的原因之一。
泵的设计不合理,如叶轮的进口角度太陡,泵的进口管道过长等,都会导致液体在流动过程中产生较大的阻力,从而引起汽蚀。
二、离心泵汽蚀的处理方法1.改善液体的供给方式改善液体的供给方式是减少汽蚀的有效方法之一。
在液体的供给过程中,应尽量避免液体中的气体被吸入泵内。
为此,可以采取以下措施:(1)改善进口管道的设计,减少管道的弯曲和阻力,保持管道的通畅。
(2)增加进口管道的口径,使液体的流速降低,减少气体的混入。
(3)增加进口管道的长度,延长液体在管道内停留的时间,使气体有更多的时间溶解在液体中。
2.改善液体的物理性质改善液体的物理性质也是减少汽蚀的有效方法之一。
在液体的物理性质方面,主要是液体的温度和粘度。
为此,可以采取以下措施:(1)保持液体的温度稳定,避免液体温度的过高或过低。
离心泵的常见汽蚀现象和原因
离心泵的常见汽蚀现象有:
1. 吸入气泡:当泵的进口侧发生压力降低或过高挡齿扩展时,会导致液体中的气体析出,形成气泡。
这些气泡会在离心泵的叶轮中产生均匀的分布,从而降低泵的效率。
2. 涡旋汽蚀:当液体在进口侧发生过高速度变化时,会形成涡旋。
这些涡旋会增加液体的动能,降低液体的压力,从而导致汽蚀现象。
3. 液体蒸发:当液体流经离心泵时,由于压力降低,液体中的低沸点液体或液体中的溶解气体会蒸发。
这些蒸发的液体或气体会形成气泡,从而导致汽蚀现象。
4. 液体沸腾:当液体的温度超过其饱和温度时,液体中的气体会迅速蒸发并形成气泡。
这些气泡在叶轮中会瞬间崩溃,形成震荡振动,从而导致汽蚀现象。
汽蚀的原因主要有:
1. 泵入口压力过低:当泵入口的压力低于饱和汽压时,液体会部分蒸发从而形成气泡,导致汽蚀。
2. 泵出口压力过高:当离心泵的出口压力过高时,液体流速过快,造成液体动能增大,压力降低,从而引发汽蚀。
3. 进口管道设计不当:进口管道过长、过细,存在弯曲或阻塞等情况,会导致液体流速变化过快,形成涡旋,引发汽蚀。
4. 泵运行条件不稳定:如果泵运行条件频繁变化,如流量变化大,压力波动等,会导致液体的压力降低和涩蚀。
5. 液体本身的特性:液体中的溶解气体过多,低沸点液体成分过多,液体温度过高等都会增加汽蚀的风险。
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。
离心泵汽蚀的原因及处理方法离心泵是一种常见的工业泵,广泛应用于水处理、石油化工、冶金、建筑、环保等领域。
然而,在使用过程中,离心泵常常会出现汽蚀问题,严重影响泵的使用寿命和性能。
本文将介绍离心泵汽蚀的原因及处理方法。
一、离心泵汽蚀的原因汽蚀是指液体中存在气体泡的情况下,气体在高速流动时被液体冲刷而形成的孔穴或坑洞,是一种破坏性的过程。
离心泵汽蚀主要是由以下原因引起的:1.水位过低或进口管道阻塞当水位过低或进口管道阻塞时,离心泵将无法吸入足够的液体,从而在泵内形成空气泡。
当空气泡进入泵叶轮时,由于气体的压力和温度较低,容易形成气泡爆炸,导致泵叶轮表面的金属材料被破坏,形成汽蚀孔。
2.流体温度过高当流体温度过高时,液体中的气体会因为温度升高而减少,从而形成气泡。
当气泡进入泵叶轮时,由于气体的压力和温度较低,容易形成气泡爆炸,导致泵叶轮表面的金属材料被破坏,形成汽蚀孔。
3.泵的设计不合理泵的设计不合理是引起汽蚀的主要原因之一。
例如,泵的进出口管道设计不合理、泵叶轮的叶片角度不正确、泵叶轮的几何形状不合理等。
这些因素都会导致流体在泵内产生剧烈的涡流和湍流,从而产生汽蚀。
4.泵的工况不稳定泵的工况不稳定也是引起汽蚀的原因之一。
例如,泵的流量变化较大、泵的进口压力变化较大等。
这些因素都会导致泵内的流体产生剧烈的涡流和湍流,从而产生汽蚀。
二、离心泵汽蚀的处理方法离心泵汽蚀是一种严重的问题,需要采取相应的措施进行处理。
以下是几种常见的处理方法:1.调整泵的进口管道如果离心泵的进口管道存在阻塞或水位过低,应及时调整进口管道,确保泵能够正常吸入液体。
同时,还应检查进口管道的设计是否合理,如管道截面积是否足够、管道弯头是否过多等,确保泵的进口管道畅通无阻。
2.调整泵的工况如果离心泵的工况不稳定,应及时调整泵的进口压力、流量等参数,确保泵能够在稳定的工况下运行。
同时,还应检查泵的叶轮是否合理,如叶轮的角度、叶轮的几何形状等,确保泵能够在稳定的工况下运行。
离心泵的汽蚀现象和原因
(1)汽蚀现象
离心泵运行时,如泵内某区域液体的压力低于当时温度下的液体汽化压力,液体会开始汽化产生气泡;也可使溶于液体中的气体析出,形成气泡。
当气泡随液体运动到泵的高压区后,气体又开始凝结,使气泡破灭。
由于气泡破灭速度极快,使周围的液体以极高的速度冲向气泡破灭前所占有的空间,即产生强烈的水力冲击,引起泵流道表面损伤,甚至穿透。
这种现象称为汽蚀。
离心泵产生汽蚀时,流量、扬程、效率将明显降低,同时伴有噪声增大和泵的剧烈振动。
(2)汽蚀原因
离心泵的汽蚀主要是被送液体进入叶轮时的压力降低,导致液体的压力低于当时温度的液体气化压力而产生的,使泵不能正常工作,长期运行后叶轮将产生蜂窝状损伤或穿透。
引起离心泵吸入压力过低的因素有:上吸泵的安装高度过高,灌注泵的灌注头过低;泵吸入管局部阻力过大;泵送液体的温度高于规定温度;泵的运行工况点偏离额定点过多;闭式系统中的系统压力下降。
5)离心泵的特性曲线
离心泵的主要性能参数流量、扬程、轴功率及效率之间的关系,可用离心泵的特性曲线来说明。
此曲线由泵的制造厂提供,并附于泵的样本或说明书中,供使用部门选泵和操作时参考。
我们是青岛输送机、潍坊输送机、烟台输送机领导者!。
离心泵汽蚀现象分析及防汽蚀技术研究摘要:离心泵是一种利用叶轮旋转产生的离心力输送液体的装置。
它具有体积小、操作简单、种类多、使用寿命长等优点。
它已广泛应用于化工、环保、生物制药、水利建设等领域。
随着离心泵应用范围的不断扩大,其运行的安全性、可靠性和稳定性越来越受到重视。
研究表明,离心泵在使用过程中会出现气穴现象,这会降低离心泵的性能,限制离心泵的应用,并产生与离心泵使用相关的安全风险。
因此,在清楚地认识到离心泵汽蚀风险的同时,有必要研究有效的预防措施,以确保设备的稳定和可持续运行。
关键词:离心泵;汽蚀现象;防汽蚀技术引言在原油的冶炼、各类液体的提取加工过程中,离心泵都有着非常广泛的应用。
作为一种常见的传动机械运输装置,对其定期维护和保养,有助于延长离心泵的寿命及使用可靠性。
但是,在实际使用过程中,汽蚀现象作为一种常见的安全问题,频繁存在于液体原油离心泵的运行过程中,对其日常维护、维修管理等带来不必要的麻烦。
对此,有效地防止离心泵的汽蚀,不仅能够使装置运行得更稳定,而且能够延长离心泵的使用寿命。
1离心泵气蚀机理离心泵由涡轮机身、泵壳、泵轴结构、轴承、垫圈和填料函等组成。
离心泵虽然具有结构紧凑、流量范围宽、高度范围宽、流量均匀、运行稳定、振动小等优点,然而,由于设备安装成本低,维护和大修成本低,在实际生产中存在空化现象。
空化是流体动力学、材料科学和物理化学中的一种复杂现象。
当空化发生时,泵体损坏,也有噪音和振动。
当情况严重时,流动通道的横截面被大量气泡堵塞,从而降低叶轮获得的能量,从而阻止泵体正常运行。
空化是泵体表面的表面,由移动液体的相对运动产生,这种情况通常发生在离心泵部件、水轮机叶片和船舶螺旋桨等表面,气蚀时会传递出损害叶轮和泵壳体部件的气泡,除了金属结构的化学腐蚀与溶解在移动液体中的微量氧气的联合作用外,一段时间后,能够在其表面出现污渍和裂纹等,甚至可能出现海绵状情况,逐渐脱离泵体。
传统叶轮的叶片和后盖是一体式的,当叶片出现大面积损坏时,无法通过焊接修复解决,因此有必要整体更换叶轮,这也增加了保护成本。
浅谈如何避免离心泵汽蚀现象的产生无论在施工或者是在生产过程中我们经常会接触到水泵,而我们接触最多的水泵类型就是离心泵,适用范围广,使用数量多,使用数量远远超过其他类型水泵,而汽蚀现象是离心泵损坏的主要原因。
因此,详细且充分的探究离心泵发生汽蚀的原理以及研究如何避免或者减小离心泵因汽蚀造成离心泵损坏,是本文研究的重点,研究如何有效防止离心泵汽蚀现象的产生,使其稳定有效的运行,延长设备使用寿命,降低经济成本。
正文一、汽蚀产生的原理离心泵产生汽蚀现象的最根本原理是因为在离心泵运转过程中由于叶轮的高速旋转,越远离叶轮中心处叶轮转动的线速度越高,液体流动的速度也越快,使叶轮片顶部及离心泵进口处出现低压,当叶轮叶片入口附近的压力小于该液体输送温度下的饱和蒸汽压力时,溶于液体中的空气发生逃逸现象,液体也开始汽化并产生汽泡,在这个过程中产生的汽泡随输送液体进入泵体内的高压区域时汽泡被挤压破裂,周围的液体迅速填充原汽泡破碎时留下的真空区域,产生水力冲击作用,在这个过程中随着气泡的产生与破裂,设备内部会产生巨大的噪音与振动,同时引起整个水泵机组的振动,如果水泵机组运行时振动的频率与撞击频率相同,则会产生更强烈的汽蚀共振,危害极大。
这种离心泵运转过程中汽泡的生成--聚集--流动--破裂的全过程就称为汽蚀现象。
因此,可知造成离心泵运转过程中产生汽蚀现象的最根本原因就是两种:一、气体逸出产生气泡;二、液体在低压情况下汽化产生汽泡这两种情况。
在该现象的定义上,泵界习惯喜欢用汽蚀,主要想表示其气体是液体汽化而成,不同于液体中溶解的气体,但是在离心泵产生汽蚀的机理研究上也不能忽视离心泵进口因各种原因处吸入气体或因溶解于液体中的气体逸出产生的气泡而造成离心泵发生汽蚀现象的这种情况。
当然在离心泵进行生产运行的复杂情况中,离心泵产生汽蚀的严重程度、各种类型汽蚀现象产生的原理也各不相同。
各种因素导致汽蚀现象的机理也有所差异。
二、汽蚀的预防措施在上述的描述中我们理解了汽蚀现象产生的最根本原理,那么就需要在离心泵制造过程中选择合理正确的生产制造工艺,在工程建设、设备安装过程中根据现场实际情况合理的优化系统安装方案,避免因不合理的工艺、工法造成离心泵运行过程中汽蚀现象的产生。
延安职业技术学院毕业论文题目:离心泵的汽蚀现象及预防措施所属系部:石油工程系专业:钻井技术年级/班级:07(五)钻井班作者:马飞学号:071395002023056指导教师:高瑶评阅人:二〇一二年五月十四日摘要离心泵的应用是很广泛的,在国民经济的许多部门要用到它。
它的使用涉及到各个领域,有工业,农业和能源方面,甚至在军事方面都用到它的很多原理。
在现实的工作中,我们大家都知道,由于泵工作的动力较大,它的震动幅度相对也很大,会因为各种各样的原因造成离心泵不能正常工作。
其中,离心泵汽蚀是一种常见的现象,这种现象会引发多种事故,例如损坏离心泵的过流部件。
本课题就针对这一问题进行讨论。
关键词:离心泵汽蚀现象预防目录绪论 (1)第一章概述 (2)1.1离心泵 (2)1.2离心泵的组成结构 (3)1.3离心泵的工作原理 (5)第二章离心泵的汽蚀现象分析 (6)2.1离心泵的汽蚀现象 (6)2.2离心泵汽蚀的类型 (6)2.3离心泵汽蚀的原因 (6)2.4离心泵汽蚀原理 (7)第三章离心泵汽蚀的危害及预防措施 (9)3.1汽蚀现象对离心泵工作的影响 (9)3.1.1损坏过流部件 (9)3.1.2降低离心泵的性能 (10)3.1.3产生噪音与振动 (10)3.1.4制约离心泵的发展 (10)3.2影响离心泵汽蚀的因素 (11)3.2.1吸上真空高度 (11)3.2.2汽蚀余量 (13)3.2.3离心泵运行的最小流量 (11)3.3离心泵汽蚀的预防措施 (13)3.3.1改进泵的结构设计 (14)3.3.2提高装置有效汽蚀余量 (15)3.3.3使用抗汽蚀材料 (15)3.3.4加强操作管理 (15)第四章结论 (16)致谢 (17)参考文献 (17)绪论随着科技的发达,泵的应用越来越多,只要需要把液体从地位送往高位就必须用到泵。
泵的种类很多,由于分类的方式不同,也就有不同的叫法。
离心泵应该按照所输送的液体进行选择,并校核需要的性能,分析抽吸,排出条件,是间歇运行还是连续运行等。
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。
一、离心水泵的汽蚀现象离心泵的汽蚀现象是指被输送液体由于在输送温度下饱和蒸汽压等于或低于泵入口处(实际为叶片入口处的)的压力而部分汽化,引起泵产生噪音和震动,严重时,泵的流量、压头及效率的显著下降,显然,汽蚀现象是离心泵正常操作所不允许发生的。
避免汽蚀现象发生的关键是泵的安装高度要正确,尤其是当输送温度较高的易挥发性液体时,更要注意。
二、离心水泵的安装高度Hg允许吸上真空高度Hs是指泵入口处压力p1可允许达到的最大真空度而实际的允许吸上真空高度Hs值并不是根据式计算的值,而是由泵制造厂家实验测定的值,此值附于泵样本中供用户查用。
位应注意的是泵样本中给出的Hs值是用清水为工作介质,操作条件为20℃及及压力为1.013×105Pa时的值,当操作条件及工作介质不同时,需进行换算。
(1)输送清水,但操作自吸泵条件与实验条件不同,可依下式换算Hs1=Hs+(Ha-10.33)-(Hυ-0.24)(2)输送其它液体当被输送液体及反派人物条件均与实验条件不同时,需进行两步换算:第一步依上式将由泵样本中查出的Hs1;第二步依下式将Hs1换算成H?s2汽蚀余量Δh对于油泵,计算安装高度时用汽蚀余量Δh来计算,即用汽蚀余量Δh由油泵样本中查取,其值也用20℃清水测定。
若输送其它液体,亦需进行校正,详查有关书籍。
从安全角度考虑,泵的实际安装高度值应小于计算值。
又,当计算之Hg为负值时,说明泵的吸入口位置应在贮槽液面之下。
例2-3某离心泵从样本上查得允许吸上真空高度Hs=5.7m。
已知吸入管路的全部阻力为1.5mH2O,当地大气压为9.81×104Pa,液体在吸入管路中的动压头可忽略。
试计算:(1)输送20℃清水时泵的安装;(2)改为输送80℃水时泵的安装高度。
解:(1)输送20℃清水时泵的安装高度已知:Hs=5.7mHf0-1=1.5mu12/2g≈0当地大气压为9.81×104Pa,与泵出厂时的实验条件基本相符,所以泵的安装高度为Hg=5.7-0-1.5=4.2m。
离心泵的气缚和气蚀离心泵的气敷:离心泵启动时,若泵内存有空气,由于空气密度很低,旋转后产生的离心力(离心力计算公式=质量*速度平方/半径)小,因而叶轮中心区所形成的低压不足以将储槽内的液体吸入泵内,虽启动离心泵也不能输送液体。
此种现象称为气缚。
表示离心泵无自吸能力,所以必须在启动前向壳内灌满液体。
防止气敷现象在启动前向壳内灌满液体。
做好壳体的密封工作,灌水的阀门和莲蓬头不能漏水密封性要好。
离心泵吸入管路装有底阀,以防止启动前灌入的液体从泵内流出。
滤网可阻止液体中的固体吸入。
排出管路装有调节阀是供开泵停泵和调节流量时使用。
将离心泵的吸入口置于备输送液体的液面之下,液体会自动流入泵内。
离心泵的气蚀离心泵安装高度不合理时,将导致泵进口压力过低,当进口压力降至被输送液体在该温度下对应的饱和蒸汽压时,将发生汽化,所生成的汽泡在随液体从入口向外周流动中,又因压力迅速增大而急剧冷凝,发生逆相变化,气泡瞬间溃灭。
使周围液体以很大的速度从周围冲向气泡中心,产生频率很高、瞬时压力很大的冲击,使设备表面产生疲劳,发生腐蚀,这种现象称为气蚀现象。
通俗的讲,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。
气蚀现象的危害汽蚀时传递到叶轮及泵壳的冲击波,加上液体中微量溶解的氧对金属化学腐蚀的共同作用,在一定时间后,可使其表面出现斑痕及裂缝,甚至呈海面状逐步脱落;发生汽蚀时,还会发出噪声,进而使泵体震动,可能导致泵的性能下降;同时由于蒸汽的生成使得液体的表观密度下降,于是液体实际流量、出口压力和效率都下降,严重时可导致完全不能输出液体。
离心泵气蚀原因
离心泵气蚀是指离心泵在工作过程中受到空气或气体侵入,导致泵体内产生气蚀现象。
气蚀会使泵的性能下降,甚至影响其正常工作,因此需要及时解决。
离心泵气蚀的原因主要有以下几点:
1.泵进口压力过低:泵进口压力低于一定值时,会导致空气或气体从泵进口进入泵体,造成气蚀现象。
2.泵转速过高:泵转速过高时,泵进口的液体流速增大,使得液体内的气体不易被泵体排除,从而在泵体内产生气蚀现象。
3.泵进口管道设计不合理:泵进口管道存在角度过小、弯曲过多、直管段不足等问题,会使得泵进口处产生涡流,从而引起空气或气体进入泵体。
4.泵叶轮设计不合理:泵叶轮的叶片设计不合理,或者叶轮表面存在划痕等缺陷,会使得液体在叶轮表面产生气蚀现象,进而引起泵体内气蚀。
5.泵进口过滤器堵塞:泵进口过滤器堵塞会使得空气或气体难以通过过滤器正常进入泵体内,从而引起气蚀现象。
为了避免离心泵气蚀的发生,需要注意泵进口压力、转速、管道设计、叶轮设计以及进口过滤器的清洗等工作。
同时,在使用过程中应保持泵的正常运转,及时排除泵体内的空气或气体。
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离心泵的汽蚀现象及消除
江苏省射阳职业高级中学 黄 兵 224361
摘要:离心泵的汽蚀是液体输送机械中常见的故障之一,由于进口池或管
路设计不合理,以及安装高度不当等原因而常引起泵的性能下降甚至完全
中断工作,故需正确诊断汽蚀及时排除故障。
关键词:离心泵 汽蚀 饱和蒸汽压 汽蚀余量
离心泵运转时,液体压力沿着泵入口到叶轮入口而
下降,在叶片入口附近的液体压力达到最低,此后由于
叶轮对液体作功,液体压力很快上升。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,液体就汽化。同时,使原来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
骤然增加。这样,不仅阻碍液体正常流动,尤为严重的
是,如果这些气泡在叶轮壁面附近溃灭,则液体就像无
数个小弹头一样,连续地打击金属表面。其撞击频率很
高,于是金属表面因冲击疲劳而剥裂。如若气泡内夹杂
某种活性气体(如氧气等),它们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。象这种液体汽化、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。汽蚀发生
时,由于机械剥蚀与化学腐蚀的共同作用,致使材料受
到破坏,还会出现噪声和振动。汽蚀发展严重时,大量
气泡的存在会堵塞流道的截面,减少流体从叶轮获得的
能量,导致泵中液体中断,不能正常工作。
一、离心泵汽蚀的原因
液体的汽化程度与压力的大小、温度高低有关。当
液体内部压力下降,低于液体在该温度下的饱和蒸汽压
时,便产生汽蚀故障。凡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,通常的因素有:
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以及输
送液体的温度等。
二、离心泵汽蚀的诊断方法
判断离心泵是否发生汽蚀,可以采用观察法、
泵体外噪声法、振动法、超声波法等。
1. 观察法:破坏表面观察法是在事后观察方法,根
据破坏的表面形状来进行判断。由于汽蚀、铸造气
孔、冲刷磨损、腐蚀等均会造成金属表面形状与理
想形状的不同。汽蚀破坏的金属表面通常显现蜂窝
状,它是由局部高速水打击金属而使金属表面疲劳
破坏,所以蜂窝孔一般是与外部相通的,大多数的
坑槽与金属表面垂直。而铸造缺陷的疏松往往深藏
在金属内部,有时由于水流的冲刷将金属内部的疏
松、气孔呈于表面而误认为是汽蚀,但当我们用机
械的方法继续去除表面时会发现其内部仍有气孔。
冲刷磨损痕迹往往出现与水流方向相同的沟槽,但
要注意有时有水流旋涡。
2. 噪声法:泵体外噪声法比较简单,可以不与泵体
接触。但由于噪声法受周围环境噪声的影响较大,
当显示其强度最高时,一般水泵汽蚀已达到非常强
烈的阶段,这时人耳已能通过强烈的汽蚀爆裂声判
别汽蚀工况。因此,泵体噪声法不太适合现场监测
汽蚀的发生。
3.振动法:这种方法是通过加速度计探头测量泵体
振动频率的一种方法,方法简单,但灵敏度较低。
特别对于大泵,泵体刚度大,对泵内局部汽蚀引起
的气泡溃裂所产生的激振反应迟钝,同时,泵上振
源较多。由于汽蚀引起的振动常被掩没在其它振动
之中。因此,振动法只适宜作为现场监测汽蚀的辅
助手段。
4.超声法:超声波法判断汽蚀现象方法简单,调试
方便,且不受其它环境噪声的干扰,对汽蚀的发生
和发展敏感性强。因此,作为泵站现场监视汽蚀是
一种比较理想的方法。
三、离心泵汽蚀的防护措施
对离心泵汽蚀的防护通常有三种措施,即提高
离心泵本身的抗汽蚀性能和提高进液装置有效汽蚀
余量,以及优化工艺操作条件。
1.提高离心泵本身抗汽蚀性能的措施
(1)改进泵的吸入口至叶轮附近的结构设计。增大
过流面积和叶轮盖板进口段的曲率半径;减小液流
急剧加速与降压,适当减少叶片进口的厚度,并将
叶片进口修圆,使其接近流线形;提高叶轮和叶片
进口部分表面光洁度以减小阻力损失。
(2)采用前置诱导轮,使液流在前置诱导轮中提前
作功,以提高液流压力。
(3)采用双吸叶轮,让液流从叶轮两侧同时进入叶
轮,则进口截面增加一倍,进口流速可减少一倍。
(4)设计工况采用稍大的正冲角,以增大叶片进口
角,减小叶片进口处的弯曲,减小叶片阻塞,以增
大进口面积;改善大流量下的工作条件,以减少流
动损失。但正冲角不宜过大,否则影响效率。
(5)采用抗汽蚀的材料。实践表明,材料的强度、
硬度、韧性越高,化学稳定性越好,抗汽蚀的性能
越强。
2.提高进液装置有效汽蚀余量的措施
提高进液装置有效汽蚀余量的具体方法有:增
加泵前贮液罐中液面的压力,以提高有效汽蚀余量;
减小吸上装置泵的安装高度;减小泵前管路上的流
动损失,如在输液要求范围尽量缩短管路,减小管
路中的流速,减少弯管和阀门,尽量加大阀门开度
等。
3.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。所以,可将该方法作为解决汽蚀问题的辅助
方法。
以上措施可根据泵的选型、选材和泵的使用现
场等条件,进行综合分析,适当加以应用,使泵得
以正常运转。