什么(me)是(shi)氣(qi)蝕(shi)?
當泵內液體的(de)局部壓力降至臨界壓力時，液體中(zhong)會(hui)產(chan)生(sheng)氣(qi)泡。氣(qi)蝕是氣(qi)泡聚集、運動、分裂(lie)和消除的(de)全過程。臨界壓力通常(chang)接近汽化壓力。
氣蝕的危害是什么?
過流(liu)部件腐蝕
腐蝕有兩個原因:
一是(shi)氣泡破裂時的(de)高頻率(600 ~ 25000赫茲)沖擊(ji)和高達49兆帕的(de)壓力造(zao)成金屬(shu)表面的(de)機械剝蝕。
第(di)二是由于蒸發過程(cheng)中釋放的熱量和溫差電池作(zuo)用引起(qi)的水(shui)解。產(chan)生的氧氣氧化金屬并引起(qi)化學腐蝕。
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泵性能下降
當(dang)泵(beng)發生(sheng)氣蝕時(shi)，葉(xie)輪中的(de)能量交換(huan)被(bei)(bei)干(gan)擾(rao)和(he)破壞。外部(bu)特性顯示為Q-H曲線(xian)、Q-P和(he)Q-η曲線(xian)線(xian)下下降(jiang)。在(zai)嚴(yan)重(zhong)的(de)情(qing)況下，泵(beng)中的(de)流量將被(bei)(bei)中斷(duan)，無法工作。
對(dui)于低(di)比(bi)轉速，由于葉片空間(jian)流(liu)道又窄(zhai)又長，一旦(dan)發生氣穴現象，氣泡將充滿整個流(liu)道，性能曲線將突然下降。
對于中高特(te)定速度，流(liu)道(dao)是(shi)短(duan)而寬的(de)，因(yin)此氣泡需要從產生到(dao)(dao)發展到(dao)(dao)完全充(chong)滿流(liu)道(dao)的(de)過渡過程。相應(ying)的(de)性能曲線開始緩慢(man)下降，然后(hou)在(zai)急劇下降之前增加(jia)到(dao)(dao)某(mou)個值流(liu)量。
在離心泵中最有可能發生氣蝕的地方
在葉輪曲率最大(da)的(de)前蓋板(ban)處(chu)，靠近(jin)葉片(pian)入口邊(bian)緣(yuan)的(de)低壓側;
蝸(gua)形隔(ge)板舌的低壓(ya)側和擠壓(ya)室中入口(kou)邊緣附(fu)近的導葉(xie);
葉(xie)尖(jian)外圓與(yu)無(wu)前(qian)蓋板的高比轉數葉(xie)輪殼體和(he)葉(xie)尖(jian)低壓側之(zhi)間(jian)(jian)的密封間(jian)(jian)隙;
多(duo)級泵中(zhong)的第一(yi)級葉輪。
提高抗氣蝕(shi)能力的(de)措施
1.提高離心泵抗(kang)氣蝕性能的措施
改(gai)進(jin)從泵(beng)的吸入(ru)口到葉輪附(fu)近(jin)的結構設計。增加(jia)(jia)流(liu)通面積(ji);葉輪蓋板(ban)入(ru)口部分的曲(qu)率半(ban)徑增加(jia)(jia)，以(yi)減(jian)少液體流(liu)的急劇加(jia)(jia)速和減(jian)壓。適(shi)當(dang)減(jian)小葉片(pian)(pian)入(ru)口的厚(hou)度(du)，并使葉片(pian)(pian)入(ru)口變圓以(yi)使其(qi)接近(jin)流(liu)線(xian)型，也可以(yi)減(jian)少葉片(pian)(pian)頭部周圍流(liu)動的加(jia)(jia)速和減(jian)壓。提高葉輪和葉片(pian)(pian)進(jin)口部分的表面光潔度(du)，以(yi)減(jian)少阻力損失;葉片(pian)(pian)入(ru)口邊緣(yuan)延伸到葉輪入(ru)口，從而液體流(liu)提前接收功，并且壓力增加(jia)(jia)。
采用預感應(ying)輪(lun)使液流在預感應(ying)輪(lun)中提前(qian)做(zuo)功(gong)，以增加液流的壓力。
如(ru)果采用(yong)雙(shuang)吸葉輪，使(shi)氣流(liu)同時從葉輪進入(ru)兩側(ce)流(liu)出(chu)，則入(ru)口橫截面將加(jia)倍，入(ru)口流(liu)速將加(jia)倍。
設計(ji)工況(kuang)采用稍大的(de)正(zheng)(zheng)沖擊(ji)角(jiao)(jiao)來增(zeng)(zeng)加(jia)葉(xie)片進口(kou)角(jiao)(jiao)，減少葉(xie)片進口(kou)處(chu)的(de)彎曲，減少葉(xie)片堵塞，增(zeng)(zeng)加(jia)進口(kou)面積。改(gai)善大流量下的(de)工作(zuo)條(tiao)件，減少流量損失。但是，正(zheng)(zheng)沖擊(ji)角(jiao)(jiao)不能(neng)太大，否(fou)則會(hui)影響效率(lv)。
使用抗(kang)氣(qi)蝕(shi)(shi)材料。實踐表明，材料的強度、硬(ying)度和韌性越(yue)高，化學穩定(ding)性越(yue)好，抗(kang)氣(qi)蝕(shi)(shi)能力越(yue)強。
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2、提高(gao)進液裝置有效氣蝕余量的措(cuo)施
增加(jia)泵前(qian)儲(chu)液罐的液位壓力，以增加(jia)有效氣(qi)蝕余(yu)量。
降低抽吸裝置(zhi)泵(beng)的(de)安(an)裝高度。
將上部抽吸裝(zhuang)置改為(wei)回流裝(zhuang)置。
減(jian)少泵前管(guan)道(dao)的流量損(sun)失(shi)。例如，在要(yao)求(qiu)的范圍(wei)內盡可(ke)能(neng)縮短管(guan)道(dao)，降低管(guan)道(dao)中(zhong)的流速，減(jian)少彎頭和(he)閥門(men)(men)，盡可(ke)能(neng)增加閥門(men)(men)開度。
降低泵入口處工作介(jie)質的溫(wen)度(當輸送(song)工作介(jie)質接近飽和(he)溫(wen)度時)。
上述(shu)措施可(ke)根據泵的(de)選(xuan)型、材料選(xuan)擇、泵的(de)使用地(di)點等(deng)條(tiao)件進行(xing)綜合分析并適當(dang)應用。
氣(qi)蝕(shi)余量和吸力(li)
當泵工作時，由于一定的(de)(de)(de)真空(kong)(kong)壓(ya)(ya)力(li)，液(ye)體(ti)將在(zai)葉(xie)輪入口處產生(sheng)蒸汽。在(zai)液(ye)體(ti)顆粒的(de)(de)(de)沖擊運動下，汽化(hua)的(de)(de)(de)氣泡會(hui)腐蝕金屬表(biao)面，如葉(xie)輪，從而損壞金屬表(biao)面，如葉(xie)輪。此時的(de)(de)(de)真空(kong)(kong)壓(ya)(ya)力(li)稱為汽化(hua)壓(ya)(ya)力(li)，氣蝕余量指的(de)(de)(de)是泵入口處單位(wei)重量液(ye)體(ti)的(de)(de)(de)過剩(sheng)能量超過汽化(hua)壓(ya)(ya)力(li)，該單位(wei)用(yong)米和(NPSH)表(biao)示
吸入沖(chong)程要求氣蝕(shi)余量(liang)δh:即(ji)允許泵(beng)吸入液體的真(zhen)(zhen)空度(du)，即(ji)泵(beng)的允許安裝高度(du)，單位為米(mi)。吸力=標準大氣壓(10.33米(mi))-氣蝕(shi)余量(liang)-安全(quan)量(liang)(0.5米(mi))標準大氣壓能量(liang)管(guan)道真(zhen)(zhen)空高度(du)10.33米(mi)
例如，某臺泵(beng)的(de)氣蝕余量為4.0m，計算吸入距離δh。
解決方案:δh=10.33-4.0-0.5=5.83米
各自的度(du)量單位和字母是什么(me)?
氣蝕余量指液(ye)體蒸(zheng)發時，泵(beng)入口處液(ye)體的(de)總(zong)壓(ya)頭(tou)和壓(ya)力壓(ya)頭(tou)之間的(de)差(cha)值。單位以米(水柱)標記，以(NPSH)表示。它(ta)具體分為(wei)以下幾(ji)類:
NPSHa——裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)氣蝕余(yu)量也稱為有效裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)氣蝕余(yu)量，裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)越大，發生氣蝕的可能性越小。
泵(beng)氣蝕余量又稱(cheng)必要泵(beng)氣蝕余量或(huo)泵(beng)入口動壓降，氣蝕阻力(li)越(yue)小(xiao)越(yue)好。
NPSHc——臨界氣蝕(shi)(shi)余(yu)(yu)量(liang)是指氣蝕(shi)(shi)余(yu)(yu)量(liang)，對(dui)應于泵性能的一(yi)定下降;
[NPSH]——許(xu)用氣蝕(shi)余量用于確定泵的使用條件氣蝕(shi)余量，通常取[NPSH]=(1.1 ~ 1.5) NPSHC。
必(bi)需氣蝕(shi)余(yu)量(liang)和有效氣蝕(shi)余(yu)量(liang)之間(jian)有什么區別
氣(qi)(qi)蝕余(yu)量(liang)(liang)將(jiang)有(you)效氣(qi)(qi)蝕余(yu)量(liang)(liang)NPSHa和(he)必要氣(qi)(qi)蝕余(yu)量(liang)(liang)NPSHr分開。泵(beng)的(de)(de)本質(zhi)氣(qi)(qi)蝕余(yu)量(liang)(liang)是泵(beng)的(de)(de)特性(xing)，由設計決定，泵(beng)的(de)(de)有(you)效氣(qi)(qi)蝕余(yu)量(liang)(liang)由工藝管道決定。
對于給定(ding)的(de)(de)泵，在給定(ding)的(de)(de)速度(du)下所(suo)需的(de)(de)氣蝕(shi)余量(liang)和流(liu)量(liang)稱為(wei)所(suo)需的(de)(de)氣蝕(shi)余量(liang)，通(tong)常用NPSHr表(biao)示。
對于給定的泵，無論何種介質(由于速度分布的影響，粘性介質除外)，它都以一定的速度和流量流過泵入口，并且由于相同的速度而具有相同的壓降，也就是說，NPSHr是相同的。因此，NPSHr與液體的性質無關(不考慮熱力學因素)。
NPSHr越小，壓(ya)降(jiang)越小，裝置必須提(ti)供的(de)NPSHa越小，泵的(de)抗(kang)氣(qi)蝕性能(neng)越好。因此(ci)，r代表所需，由泵體決定(ding)，具體與轉速、葉(xie)輪類型等相關。
有(you)效氣蝕余量指由泵安裝(zhuang)條件(jian)決定的氣蝕余量，通常用NPSHa表示。也稱為裝(zhuang)置(zhi)氣蝕余量，它是由抽吸裝(zhuang)置(zhi)提供的過(guo)剩能量，超過(guo)泵入口處每(mei)單(dan)位重(zhong)量液體的汽化壓頭(tou)。
NPSHa越大，泵內發生氣蝕(shi)的(de)(de)可能性(xing)越小(xiao)。有效氣蝕(shi)余量(liang)尺寸(cun)與(yu)器件(jian)參數和液體特性(xing)(壓(ya)力、pv等)相關。)。由于(yu)抽吸裝置(zhi)的(de)(de)水力損失與(yu)流量(liang)的(de)(de)平方成正(zheng)比，因此，NPSHa隨著流量(liang)的(de)(de)增加而減(jian)少。
因此， A代表可用和可用，由(you)系統(tong)和管道決定，必須嚴格計算。
為(wei)(wei)了確保泵不會氣蝕(shi)，NPSHa必(bi)須(xu)大于(yu)NPSHr。對于(yu)特定的尺寸，各(ge)種類(lei)型的泵都有經驗值。一般(ban)情況(kuang)下，泵的必(bi)要氣蝕(shi)余量(liang)增加(jia)0.5-1m的剩余能量(liang)頭(tou)作為(wei)(wei)許可(ke)氣蝕(shi)余量(liang)。