水泵汽蚀和防治措施.doc

水泵汽蚀和防治措施
摘要：针对水泵的汽蚀问题，通过分析了水泵汽蚀现象产生的原因、汽蚀对水泵性能的影响、汽蚀的类型、及水泵汽蚀现象的危害,提出了防止和减轻汽蚀的几点意见。
Abstract：Inviewofwaterpumpcavitationproblem,throughtheanalysisofpumpcavitationphenomenoncausescavitationperformanceofpumps,thetypeofcavitation,andpumpcavitationphenomenonwasproposedtopreventandmitigatecavitationseveralpointofview.
关键词：水泵汽蚀汽蚀类型减轻和防治汽蚀的措施
Keywords:pumpcavitation,cavitationtype,mitigationandpreventionmeasurescavitation
1．前言
水泵是把原动机的机械能转换成抽送液体能量的机器。用来增加液体的位能、压能、动能。原动机通过轴带动叶轮旋转，对液体作功，使其能量增加，从而使需要数量的液体，由吸水也经水泵的过流部件输送到要求的高处或要求压力的地方。衡量泵性能的主要因素有流量（Q）、扬程（H）、转速（n）、汽蚀余量（NPSH）及功率（W）和效率（）。
农业常用的离心泵、轴流泵和混流泵均属叶片式泵。叶片式泵的常见损坏形式是汽蚀，在水泵叶轮的正面、背面及前盖内表面等处，布满了大小不等的麻点，严重时有蜂窝状凹坑和空洞。其具体表现有:①水泵机组在运行中产生刺耳的噪音；②水泵产生汽蚀，扬程、流量显著降低，严重时中断供水，不能工作；③水泵机组在运行中产生剧烈振动，严重时能威胁机组的安全。
2．汽蚀产生的原因
汽蚀产生的原因，简单的说是由气泡的产生和破灭引起的。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。
在一定温度条件下，水开始沸腾时的水面压力称为汽化压力。压力愈低，水愈容易沸腾。水在管路中流动时，由于管道截面积的变化，水流的速度和压力也随之变化。等流量的水通过管路时，截面积大，则流速小、压力大；截面积小，则流速大、压力小。当水流压力小到汽化压力时，水流内就产生由蒸汽和其它气体组成的气泡，气泡随水流流到压力较高的管段时，就会被压灭。在气泡被压灭同时，气泡周围的水质点一齐向气泡中心位置冲击，产生很高的局部冲击力，并伴有气泡被压灭的响声。如气泡在叶片、管壁或前盖内表面等处破灭，就像用金属锤连续敲击这些部位，使金属表面发生疲劳剥落。久而久之，形成许多麻点，甚至产生凹坑和空洞。
3．水泵汽蚀类型
3.1叶型汽蚀
这是水泵普遍具有的汽蚀现象。是发生在叶片表面的汽蚀，汽蚀破坏区在水泵叶轮的叶片表面上，在正面和背面，称为叶面型汽蚀。主要是因为水泵安装过高，或流量偏离设计流量过大时产生的汽蚀现象。其空泡形成和溃灭多发生在叶片的正面和背面或前轮盘内表面处以及叶片的根部。
离心泵在大流量时（如图1），叶面型汽蚀发生在1、4、3几个部位，小流量时，发生在2、4、1几个部位。轴流泵（如图2）在大流量时叶面型汽蚀发生在叶片的正面，小流量时发生在叶片的背面。

图1离心泵产生汽蚀部位图2轴流泵产生汽蚀部位
1、5—叶片正面汽蚀;4—前盖板汽蚀;1—叶片正面汽蚀;2—叶片背面汽蚀;
2、3—叶片背面汽蚀3—间隙汽蚀;4—轮殻体表面汽蚀;5—导叶汽蚀
3.2间隙汽蚀
当水泵在低负荷运行时，当水流流经离心泵的回流槽等缝隙时，水流通过突然变窄的间隙，速度增加而压强下降，也会产生汽蚀。轴流泵的叶片外缘与泵壳之间很小的间隙内，在叶片正、背两侧很大的压强差作用下，引起极大的回流速度，造成局部压降，引起间隙汽蚀。在泵壳对应叶片外缘部位形成一圈蜂窝麻面汽蚀带。在离心泵的减漏环与叶轮外缘间隙处，亦会引起间隙汽蚀。
3.3旋涡汽蚀
涡带汽蚀是由于进水建筑物、进水构筑物设计不当，造成了水泵进口处水流的紊乱和漩涡，产生了涡带，把大量的气体周期性地带入水泵内。即使在水泵叶片本身不产生叶面汽蚀的情况下，由于涡带的产生也会在叶片低压区产生周期性的强度很大的叶面汽蚀。当漩涡的旋转方向与水泵的旋转方向相同时，使相对运动削弱，流量减小、扬程降低、效率下降、功率增加（轴流泵）或减少（离心泵），引起超载（轴流泵）或欠载（离心泵）；当漩涡的旋转方向与水泵的旋转方向相反时，使相对运动加强，流量增加、扬程增高、效率下降、离心泵的功率增加或轴流泵的功率减少，引起超载（离心泵）或欠载（轴流泵）。
4.水泵汽蚀基本关系式
为了使水泵安全运行，避免汽蚀现象发生，必须根据水泵样本上所规定的允许吸上真空度[Hs]或允许汽蚀余量[△h]们来合理地确定水泵的安装高程