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泵汽蝕現(xiàn)象

作者:佚名    文章來(lái)源:本站原創(chuàng)    點(diǎn)擊數(shù):    更新時(shí)間:2022-02-22

泵汽蝕現(xiàn)象,機(jī)械工程術(shù)語(yǔ),泵在工作時(shí)液體在葉輪的進(jìn)口處因一定真空壓力下會(huì)產(chǎn)生液體汽化,汽化的氣泡在液體質(zhì)點(diǎn)的撞擊運(yùn)動(dòng)下葉輪等金屬表面產(chǎn)生剝落,從而破壞葉輪等金屬,此時(shí)真空壓力叫汽化壓力,汽蝕余量是指在泵吸入口處單位重量液體所具有的超過(guò)汽化壓力的富余能量。


概念
1893年,人們首次發(fā)現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象。之后,對(duì)螺旋槳、水輪機(jī)和水泵等水力機(jī)械的汽蝕問(wèn)題進(jìn)行了大量研究。隨著機(jī)器越來(lái)越向高速運(yùn)轉(zhuǎn)方向發(fā)展,汽蝕一直是水力機(jī)械中很重要的問(wèn)題。
液體在一定溫度下,降低壓力至該溫度下的汽化壓力時(shí),液體便產(chǎn)生氣泡。把這種產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象稱為汽蝕。泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中,若過(guò)流部分的局部區(qū)域(通常是葉輪葉片進(jìn)口稍后的某處),因?yàn)槟撤N原因,抽送液體的絕對(duì)壓力下降到當(dāng)時(shí)溫度下的汽化壓力時(shí),液體便在該處開(kāi)始汽化,產(chǎn)生蒸汽、形成氣泡。
氣泡向前流動(dòng),在某高壓處破裂、凝結(jié)的同時(shí),液體質(zhì)點(diǎn)填充空穴并發(fā)生互相撞擊而形成水擊,使過(guò)流部件固壁受到腐蝕破壞。此過(guò)程便稱為泵內(nèi)的汽蝕過(guò)程。 汽蝕時(shí)產(chǎn)生的氣泡,流動(dòng)到高壓處時(shí),其體積減小以至破滅,這種由于壓力上升氣泡消失在液體中的現(xiàn)象叫汽蝕的潰滅。
常識(shí):100℃下水的汽化壓力為1.033kgf/cm2(10.33m水頭);20℃下水的汽化壓力為0.024 kgf/cm2(0.24m水頭)。

過(guò)程
泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中,若其過(guò)流部分的局部區(qū)域(通常是葉輪葉片進(jìn)口稍后的某處),因?yàn)槟撤N原因,抽送液體的絕對(duì)壓力下降到當(dāng)時(shí)溫度下的汽化壓力時(shí),液體便在該處開(kāi)始汽化,形成氣泡。
這些氣泡隨液體向前流動(dòng),至某高壓處時(shí),氣泡周?chē)母邏阂后w致使氣泡急驟地縮小以至破裂。在氣泡破裂的同時(shí),液體質(zhì)點(diǎn)將以高速填充空穴,發(fā)生互相撞擊而形成水擊。
這種現(xiàn)象發(fā)生在固體壁上將使過(guò)流部件受到腐蝕破壞。

汽蝕產(chǎn)生的氣泡和爆破過(guò)程

汽蝕發(fā)生的破壞部位

現(xiàn)象
產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)
由于泵汽蝕時(shí),在高壓區(qū)發(fā)生連續(xù)破滅產(chǎn)生強(qiáng)烈水擊,而產(chǎn)生噪聲和振動(dòng),可以聽(tīng)到像爆豆似的劈劈啪啪的聲音。根據(jù)噪音可以檢測(cè)汽蝕的初生。

過(guò)流部件的腐蝕破壞
泵長(zhǎng)時(shí)間在汽蝕條件下工作時(shí),泵過(guò)流部件在某些地方會(huì)遭到腐蝕破壞。一種是由于氣泡破滅時(shí)產(chǎn)生高頻(600~25000HZ)強(qiáng)烈沖擊,壓力高達(dá)49Mpa,致使金屬表面出現(xiàn)機(jī)械剝蝕;另一種是由于汽化時(shí)放出熱量,并有溫差電池作用產(chǎn)生水解,產(chǎn)生的氧氣使金屬氧化,發(fā)生化學(xué)腐蝕。

高速槳葉產(chǎn)生的空泡 
性能下降
泵汽蝕時(shí)葉輪內(nèi)的能量交換受到干擾和破壞,在外特性上的表現(xiàn)是Q-H曲線,Q-P、Q-η曲線下降,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使泵中的液流中斷,不能工作。
泵發(fā)生汽蝕的初始階段,特性曲線并無(wú)明顯的變化,發(fā)生明顯變化時(shí),汽蝕已發(fā)展到一定程度。對(duì)于低比轉(zhuǎn)速,由于葉片間流道窄而長(zhǎng),故一旦發(fā)生汽蝕,氣泡易于充滿整個(gè)流道,性能曲線有突降。對(duì)于中高比轉(zhuǎn)速,流道短而寬,
因而氣泡從發(fā)生發(fā)展到充滿整個(gè)流道需要一個(gè)過(guò)渡過(guò)程,相應(yīng)的泵的性能曲線開(kāi)始是緩慢下降,之后增加到某一流量時(shí)才表面為急劇下降。

Tags:汽蝕現(xiàn)象,空泡效應(yīng),機(jī)械維修  
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