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什么叫做离心泵的汽蚀余量

    离心泵在运行时液体在叶轮的入口处处因一定真空工作压力下会产生汽体,汽化的气泡在液体质点的碰撞运动下,对叶轮等金属表层产生剥蚀,进而毁坏叶轮等金属,这时真空工作压力叫汽化工作压力,汽蚀余量就是指在泵吸入口处单位重量液体所具备的超出汽化工作压力的过剩能量,单位用米标注,用(NPSH)r。吸程即是必需汽蚀余量Δh:即泵准许吸液体的真空度,亦即泵准许的安装高度,单位用米。吸程=标准大气压(10.33米)-汽蚀余量-安全量(0.5米)标准大气压能压管道真空高度10.33米。
    汽蚀残渣是指泵进口液体总水头与液体蒸发时压头之间的差别,该设备以水柱为标记,以(npsh)表示,分为以下几类:
    npsha设备的nps残余也称为有效空化残余。
    NPSHR-泵空化边缘,也称必要的空化边缘或泵入口处动态压降,较小的空化性能较好;
    NPSHC临界空化裕度是与泵性能相应的空化裕度减少一定值;
    [npsh]-允许空化裕度是用来确定泵运行状态的空化裕度,通常是[npsh][(1.1-1.5)npshc。
    离心泵
    汽蚀定义
    离心泵运转时,液体压力沿着泵入口处到叶轮入口处而减少,在叶片入口处周边的K点上,液体压力pK较低。之后因为叶轮对液体作功,液体压力迅速升高。当叶轮叶片入口处周边的工作压力pK低于液体输送温度下的饱和蒸汽压力pv时,液体就汽化。与此同时,使溶解在液体内的气体逸出。它们产生很多汽泡。当汽泡随液体流到叶道内工作压力较高处时,外边的液体压力高于汽泡内的汽化工作压力,则汽泡又再次凝结溃灭产生空穴,一瞬间内周边的液体以非常高的速率向空穴冲来,导致液体相互之间碰撞,使局部的工作压力猛然提升(有的可达数百个大气压)。如此一来,不但阻拦液体正常流动,更为严重的是,假如这些汽泡在叶轮壁面周边溃灭,则液体如同无数小弹头一般,持续地打击金属表层。其碰撞频率很高(有的可达2000~3000Hz),因此金属表层因冲击疲劳而剥裂。倘若汽泡内参杂某种活性气体(如氧气等),它们利用汽泡凝结时释放的热量(局部温度可达200~300℃),还可以产生热电偶,产生电解,产生电化学腐蚀作用,更加快了金属剥蚀的毁坏速率。所述这种液体汽化、凝结、冲击、产生高压、高温、高频冲击负荷,导致金属材料的机械剥裂与电化学腐蚀毁坏的综合现象称为汽蚀。
    离心泵比较容易产生汽蚀的位置
    a.叶轮曲率大的前盖板处,靠近叶片入口处边缘的低压侧;
    b.压力室内蜗壳和导叶入口边缘附近的低压侧;
    C.叶尖外圈与无前盖板叶轮壳体之间的密封间隙和叶尖低压侧;
    d.多级泵中第一级叶轮。
    什么叫汽蚀余量?什么叫吸程?各自计量单位及表示字母?
    答:泵在运行时液体在叶轮的入口处处因一定真空工作压力下会产生液体汽体,汽化的气泡在液体质点的碰撞运动下叶轮等金属表层产生剥落,进而毁坏叶轮等金属,这时真空工作压力叫汽化工作压力,气蚀余量就是指在泵吸入口处单位重量液体所具备的超出汽化工作压力的过剩能量。单位为米液柱,用(NPSH)r表示。
    吸程即是必需汽蚀余量Δ/h:即泵准许吸液体的真空度,亦即泵准许几何安装高度。单位用米。吸程=标准大气压(10.33米)--气蚀余量--管道损失--安全量(0.5)标准大气压能压上管道真空高度10.33米
    例如:某泵气蚀余量为4.0米,求吸程Δh
    解:Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米
   汽蚀现象液体在一定温度下,减少工作压力到此温度下工作压力的蒸发,液体将产生气泡。把这种产生气泡的现象称为汽蚀。气泡在空化过程中产生,当气泡流向高压时,气泡的体积就会减小并破裂。这种因为工作压力升高气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。
    当泵在运行时,如果由于某种原因,泵的流动部分的局部区域(通常在叶轮叶片进口处的某个地方),泵的绝对压力减少到当时温度下液体蒸发的工作压力,那么液体开始在那里蒸发,产生大量的蒸汽,产生气泡。当含有大量气泡的液体通过叶轮的高压区向前,气泡周围的高压液体导致气泡急剧收缩和爆裂。同时,液体颗粒以较高的速率填充孔洞,此时产生强水锤,用较高的冲击频率击中金属表面,冲击应力可达数百到数千次大气压力,冲击频率可达每秒几万次。
水泵空化过程是由气泡和气泡破裂引起的空化过程。水泵产生汽蚀后除了对过流部件会产生毁坏作用以外,还可以产生噪声和振动,并导致泵的性能减少,严重时会使泵中液体中断,不能正常运行。
     提升抗气蚀对策
     a.提升离心泵本身抗气蚀性能的对策
    (1)改进泵的吸入口至叶轮周边的结构设计。增大叶轮盖板入口处的溢流面积,提升叶轮盖板入口处的曲率半径,快速减少流体流动速度,减少压力;减小叶片入口处的厚度,使叶片圆周接近流线,还可以减少叶片头部的加速和减少;改善叶轮和叶片入口处的表面光洁度,减小阻力损失;将叶片入口处的边缘延伸到叶轮入口处,使流体可以提前工作,提升工作压力。
    (2)采用前置诱导轮,使液流在前置诱导轮中提前作功,以提升液流工作压力。
    (3)采用双吸叶轮,让液流从叶轮两侧与此同时进入叶轮,则入口处截面增加一倍,入口处流速可减小一倍。
    (4)为增加叶片的入口角,减小叶片入口弯曲,减小叶片的阻塞,增加进口面积,改善大流量下的工作前提,以减小流量损失。但正冲角不宜过大,否则影响效率。
    (5)采用防空化材料。实践表明,材料的强度、硬度和韧性越高,化学稳定性越好,抗汽蚀性能越强。
    b.提升进液设备有效气蚀余量的对策
    (1)提升泵前贮液罐里液面的工作压力,以提升有效气蚀余量。
    (2)减小吸上设备泵的安装高度。
    (3)将上吸设备改成倒灌设备。
    (4)减小泵前管路上的流动损失。如在规定范围尽可能减小管道,减小管道中的流速,减小弯管和阀门,尽可能增加阀门开度等。
    (5)减少泵入口处工质介质温度(当输送工质接近饱和温度时)。
    上述对策可依据泵的型号选择、材料选择和泵的运用当场等前提,做好综合分析,合理对其进行运用。

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