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泵汽蚀现象

作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:    更新时间:2022-02-22

泵汽蚀现象,机械工程术语,泵在工作时液体在叶轮的进口处因一定真空压力下会产生液体汽化,汽化的气泡在液体质点的撞击运动下叶轮等金属表面产生剥落,从而破坏叶轮等金属,此时真空压力叫汽化压力,汽蚀余量是指在泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量。


概念
1893年,人们首次发现汽蚀现象。之后,对螺旋桨、水轮机和水泵等水力机械的汽蚀问题进行了大量研究。随着机器越来越向高速运转方向发展,汽蚀一直是水力机械中很重要的问题。
液体在一定温度下,降低压力至该温度下的汽化压力时,液体便产生气泡。把这种产生气泡的现象称为汽蚀。泵在运转中,若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下降到当时温度下的汽化压力时,液体便在该处开始汽化,产生蒸汽、形成气泡。
气泡向前流动,在某高压处破裂、凝结的同时,液体质点填充空穴并发生互相撞击而形成水击,使过流部件固壁受到腐蚀破坏。此过程便称为泵内的汽蚀过程。 汽蚀时产生的气泡,流动到高压处时,其体积减小以至破灭,这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象叫汽蚀的溃灭。
常识:100℃下水的汽化压力为1.033kgf/cm2(10.33m水头);20℃下水的汽化压力为0.024 kgf/cm2(0.24m水头)。

过程
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下降到当时温度下的汽化压力时,液体便在该处开始汽化,形成气泡。
这些气泡随液体向前流动,至某高压处时,气泡周围的高压液体致使气泡急骤地缩小以至破裂。在气泡破裂的同时,液体质点将以高速填充空穴,发生互相撞击而形成水击。
这种现象发生在固体壁上将使过流部件受到腐蚀破坏。

汽蚀产生的气泡和爆破过程

汽蚀发生的破坏部位

现象
产生噪声和振动
由于泵汽蚀时,在高压区发生连续破灭产生强烈水击,而产生噪声和振动,可以听到像爆豆似的劈劈啪啪的声音。根据噪音可以检测汽蚀的初生。

过流部件的腐蚀破坏
泵长时间在汽蚀条件下工作时,泵过流部件在某些地方会遭到腐蚀破坏。一种是由于气泡破灭时产生高频(600~25000HZ)强烈冲击,压力高达49Mpa,致使金属表面出现机械剥蚀;另一种是由于汽化时放出热量,并有温差电池作用产生水解,产生的氧气使金属氧化,发生化学腐蚀。

高速桨叶产生的空泡 
性能下降
泵汽蚀时叶轮内的能量交换受到干扰和破坏,在外特性上的表现是Q-H曲线,Q-P、Q-η曲线下降,严重时会使泵中的液流中断,不能工作。
泵发生汽蚀的初始阶段,特性曲线并无明显的变化,发生明显变化时,汽蚀已发展到一定程度。对于低比转速,由于叶片间流道窄而长,故一旦发生汽蚀,气泡易于充满整个流道,性能曲线有突降。对于中高比转速,流道短而宽,
因而气泡从发生发展到充满整个流道需要一个过渡过程,相应的泵的性能曲线开始是缓慢下降,之后增加到某一流量时才表面为急剧下降。

Tags:汽蚀现象,空泡效应,机械维修  
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