離心泵抗氣蝕措施探討
2013-10-15
離心泵運轉(zhuǎn)時,液體壓力沿著泵入口到葉輪入口而下降,在葉片入口附近的K點上,液體壓力pK低。此后由于葉輪對液體作功,液體壓力很快上升。當(dāng)葉輪葉片入口附近的壓力pK小于液體輸送溫度下的飽和蒸汽壓力pv時,液體就汽化。同時,使溶解在液體內(nèi)的氣體逸出。它們形成許多汽泡。當(dāng)汽泡隨液體流到葉道內(nèi)壓力較高處時,外面的液體壓力高于汽泡內(nèi)的汽化壓力,則汽泡又重新凝結(jié)潰滅形成空穴,瞬間內(nèi)周圍的液體以極高的速度向空穴沖來,造成液體互相撞擊,使局部的壓力驟然增加(有的可達(dá)數(shù)百個大氣壓)。這樣,不僅阻礙液體正常流動,尤為嚴(yán)重的是,如果這些汽泡在葉輪壁面附近潰滅,則液體就像無數(shù)個小彈頭一樣,連續(xù)地打擊金屬表面。其撞擊頻率很高(有的可達(dá)2000~3000Hz),于是金屬表面因沖擊疲勞而剝裂。如若汽泡內(nèi)夾雜某種活性氣體(如氧氣等),它們借助汽泡凝結(jié)時放出的熱量(局部溫度可達(dá)200~300℃),還會形成熱電偶,產(chǎn)生電解,形成電化學(xué)腐蝕作用,更加速了金屬剝蝕的破壞速度。上述這種液體汽化、凝結(jié)、沖擊、形成高壓、高溫、高頻沖擊負(fù)荷,造成金屬材料的機械剝裂與電化學(xué)腐蝕破壞的綜合現(xiàn)象稱為氣蝕。
離心泵容易發(fā)生氣蝕的部位有:
a.葉輪曲率的前蓋板處,靠近葉片進(jìn)口邊緣的低壓側(cè);
b.壓出室中蝸殼隔舌和導(dǎo)葉的靠近進(jìn)口邊緣低壓側(cè);
c.無前蓋板的高轉(zhuǎn)數(shù)葉輪的葉梢外圓與殼體之間的密封間隙以及葉梢的低壓側(cè);
d.多級泵中第一級葉輪。
提高離心泵抗氣蝕性能措施
a.提高離心泵本身抗氣蝕性能的措施
(1)改進(jìn)泵的吸入口至葉輪附近的結(jié)構(gòu)設(shè)計。增大過流面積;增大葉輪蓋板進(jìn)口段的曲率半徑,減小液流急劇加速與降壓;適當(dāng)減少葉片進(jìn)口的厚度,并將葉片進(jìn)口修圓,使其接近流線形,也可以減少繞流葉片頭部的加速與降壓;提高葉輪和葉片進(jìn)口部分表面光潔度以減小阻力損失;將葉片進(jìn)口邊向葉輪進(jìn)口延伸,使液流提前接受作功,提高壓力。
(2)采用前置誘導(dǎo)輪,使液流在前置誘導(dǎo)輪中提前作功,以提高液流壓力。
(3)采用雙吸葉輪,讓液流從葉輪兩側(cè)同時進(jìn)入葉輪,則進(jìn)口截面增加一倍,進(jìn)口流速可減少一倍。
(4)設(shè)計工況采用稍大的正沖角,以增大葉片進(jìn)口角,減小葉片進(jìn)口處的彎曲,減小葉片阻塞,以增大進(jìn)口面積;改善大流量下的工作條件,以減少流動損失。但正沖角不宜過大,否則影響效率。
(5)采用抗氣蝕的材料。實踐表明,材料的強度、硬度、韌性越高,化學(xué)穩(wěn)定性越好,抗氣蝕的性能越強。
b.提高進(jìn)液裝置有效氣蝕余量的措施
(1)增加泵前貯液罐中液面的壓力,以提高有效氣蝕余量。
(2)減小吸上裝置泵的安裝高度。
(3)將上吸裝置改為倒灌裝置。
(4)減小泵前管路上的流動損失。如在要求范圍盡量縮短管路,減小管路中的流速,減少彎管和閥門,盡量加大閥門開度等。
以上措施可根據(jù)泵的選型、選材和泵的使用現(xiàn)場等條件,進(jìn)行綜合分析,適當(dāng)加以應(yīng)用。
上海帕特泵業(yè)制造有限公司
2013年10月15日 星期二
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