1、操作注意事项
A、泵只允许在规定的参数范围内运转;
B、泵不允许在吐出阀门关闭或关到很小开度下运转。否则导致泵发热,降低寿命。如果泵是安装在一个并联系统中,每台泵都要在特定的参数下运行以**泵的流量;
C、泵不能关闭吸入口阀门运行。否则使泵发生干转,导致泵零件损坏;
D、泵输送介质不能含有空气或者气体,否则会使泵的流量和扬程不可能准确的测出,同时会产生研磨损坏零件。
2、泵启动前检查
A、启动泵前,应先盘动转子,检查转子是否灵活;
B、检查全部螺栓、管路引线的联接是否紧固和泵周围的安全情况;
C、检查全部仪表、阀门及仪器是否正常
D、检查油环位置、油位计的油位是否正常;
E、检查电动机的转向是否与泵的转向一致。
3、泵的启动
A、打开泵的吸入阀和水封水管路的阀;
B、关闭泵的出口闸阀、压力表旋塞;用输送的液体或抽真空系统排除吸入管和泵体内空气;泵内无液体时不允许启动,否则会损坏零件。
C、启动电机,待泵运转正常后,打开压力表旋塞,慢慢开启泵出口闸阀,观察压力表和开关的指示,按出口压力表读数控制泵给定的扬程。
4、泵的运行
A、本型泵靠内平衡机构平衡轴向力,平衡装置有平衡液体流出,平衡液体由平衡水管接至吸入段或在平衡室外设置一短管,平衡液体经短管流向泵外,为保证泵正常运行,平衡水管绝对不允许堵塞;
B、本型泵滚动轴承均无冷却装置,轴承温升变化反应了泵的装配质量,轴承温升不得高于环境温度35摄氏度,较高温度不应高于75摄氏度;
C、本型泵转子在运行中存在一定的轴向游动,应保证电机和水泵两联轴器端面间的间隙值;
D、泵在运行期间每隔一定的时间应检查仪表、泵的转速和叶轮、密封环、导叶套、平衡盘、轴套的磨损情况,磨损量过大时应及时更换。此外,监测泵的流量、扬程、温度及润滑情况;泵在发生故障时,应停泵,且参考故障排除表进行维修。
5、泵的停车
停车前应先关压力表旋塞,慢慢关闭出口闸阀,待出口阀门关闭完毕后再停电机,当泵停稳后在关闭泵的吸入阀。
6、泵的维修
为了保持泵高效稳定的工作状态,泵必须经常维修,维修的项目和每次维修的间隔时间取决泵的工作条件和泵的运行状况。定期检查泵的性能(如流扬程、振动等)而且要做记录,按这些记录数据去分析泵是否正常工作,是否需要维修或者确定要修的哪一部位。在一般条件下,如果坚持精密的测试记录定期的总结记录,那么,每隔几个月就可以得到泵是否需要维修的可靠资料。除在规定时间对泵监测外,下面的维护是经常的;
A、检查泵底座、泵、电机是否紧固,如果松动会引起泵的振动;
B、检查仪表、引线的状况,检查管路是否泄露或松动,或其他形式的损坏。如果需要应立即检修;
C、填料压盖不能压的过紧,否则会影响填料寿命;
D、轴承润滑油每工作1000小时更换一次。
水泵阀门和表盘电流的一些顽固问题怎么解决
打开阀门电流应该会增大、关闭阀门电流减少;可能原因看你的阀门开度和表盘显示可能不一致。
关于水泵问题、建议测下流量、出口压力换表测量下。再与水泵参数进行对比。
打开阀门电流应该会增大、关闭阀门电流减少;可能原因看你的阀门开度和表盘显示可能不一致。油库新建一消防泵房,新安装四台消防泵,一台泡沫泵,两台清水泵,一台备用泵。平时用的只有清水泵,两台泵的参数型号一样,离心泵,额定扬程120m,额定出口压力1.2MPa,流量100L/s,电机额定电流322A,功率185KW。消防泵主要用于油罐冷却喷淋。喷淋水出口离泵地面高15m,泵进口水源引自一台水罐自压供水,水罐液位高10m。进水管DN250,出水管DN300
体泵的型号和曲线没有。根据以上反映情况,这台泵应该是高比转数的泵,和混流泵的曲线相似。那么这种情况是很正常的。阀门开得越大压力越低,但流量其实更大。阀门开得过大时,泵出口压力低于你要求的压力,是因为管路阻力小于泵的扬程过多。这个情况使用是完全没有问题的。因为泵的出水量将远超过你要求的流量,还不超功率,对消防有利。(一般离心泵要求关闭阀门启动,混流泵必须开阀门启动,混流泵关阀启动电流会很高)
水泵阀门和表盘电流的一些顽固问题怎么解决:
启动时关闭出口阀,在出口阀未开时候压力达到1.6MPa。然后慢慢打开出口阀,此时出口压力随出口阀的打开而减小,并且电流降低。当全开出口阀时,压力只有0.3MPa根本满足不了我们消防要求,且此时电流较小,比额定电流小。此时我们逐步关小出口阀,压力随之升高,电流增大。当压力达到0.6mpa时,电流开始超过额定电流。继续关阀,压力、电流都继续提高,当压力达0.8MPa时,此时出口阀基本已经关得所剩无几了,且电流达到350a远超过额定电流。此状态运转7分钟或更短就会出现软启动器“过热跳闸”或“过载跳闸”,电机发热。
总之就是出口阀增大,压力下降,但是电流反而减小,且当出口阀全开时,电流反而很小,小于额定电流。反之出口阀减小,压力升高,但是电流增大,超过0.6MPa时会出现电流过大,电机过载。
热水泵 高温水泵选材指导
我国GB3215规定,液体温度超过175°c时泵壳不能采用灰铸铁,应采用铸钢或合金钢。
国际标准组织ISO/DIS5199规定,操作温度超过175°c为高温泵,如耐高温油泵、高温循环泵、高温锅炉给水泵、高温增压泵等。
由于金属材料在高温下会出现强度下降、高温氧化、蠕变等现象,常在钢中加入钼、锰、镍等元素,制成合金。高温时材料的选用除上诉我国及美国标准外,日本的泵制造厂也提供一个高温泵选用表可供参考,如高温泵选用材料表所示
分类 用途 使用温度/°c 泵壳 叶轮 主轴
高温泵 载流体泵 150-380 可锻铸铁
球墨铸铁
碳钢铸钢 可锻铸铁
球墨铸铁
13%cr不锈钢铸钢 碳钢
13%cr不锈钢
CrMo钢
熔融盐泵 200-500 Crmo铸钢
13%cr不锈钢铸钢 13%cr不锈钢铸钢 CrMo钢
热油泵 -400 碳钢铸钢
CrMo铸钢 13%cr不锈钢铸钢 13%cr不锈钢铸钢
高温高压泵 锅炉给水泵 105-200 可锻铸铁
碳钢铸钢 青铜
磷青钢
可锻铸铁 碳钢
13%cr不锈钢
CrMo钢
锅炉循环给水泵 200-420 CrMo铸钢
13%cr不锈钢铸钢 低镍铸铁
13%cr不锈钢铸钢 CrMo钢
NiCrMoV钢
如高温到同时还含有固体颗粒,如催化裂化油浆泵,为了耐磨,可在铸钢表面再堆焊硬质合金。
高温泵除用材外,在结构上还应参照API610规定。
当液体温度高于205°c时,泵壳必须用径向剖分式。
当液体温度高于149°c时无论填料密封或机械密封都应设冷却水套。
长沙东方工业泵厂生产热水泵:R型、IR型、DG型、IRG型热
热水泵安装基础面的水平
热水泵的基座一般可以用质地坚硬而不易腐烂的木材制作零时基座,更多用预先浇制成型的水泥做固定基座,临时性基座安装移动方便,安装时要注意质量,为安装牢固可靠应把木排下面方木埋在地下在木排四角处打木桩固定泵体的安装。固定基座牢固稳当,缺点是不能移动。
热水泵先把底座吊放在基座上,套上地脚螺栓,调整底座位置,然后用水尺放在底座的加工面上,检查底座的水平度。不平时刻在底座下加垫楔形垫铁或薄铁片,垫铁放在地脚螺栓的两旁,离螺栓的距离为1-2倍地脚螺栓直径,太远太近都不合适。垫铁必须平稳,每堆垫铁的数目不超过3块,以免发生滑动或弹簧现象,地脚螺栓拧紧后,应对其水平度再做符合,具体按下述方法和步骤进行安装。
(一)水泵找正
耐磨多级泵找正的目的就是要使水泵的进、出口中心线以及轴心线,与水泵混泥土基座浇筑时所划定的相应中心线完全一致,才能与动力机相配合,找正的方法是:以纵、衡中心线为标准,在空间各一相互垂直的纵、衡中心线,在两线上各挂垂直两条,移动水粟,使其进、出口中心线与轴线所挂的垂线相重合。
在找正工作的过程中,如发现地脚螺栓不正确,或者是水粟本身的地脚螺栓孔制造不符合使用说明书图纸上的要求,螺栓孔与螺栓对不上,或对上后无移动余地,这时必须采取适当的措施,如放大水泵地脚螺栓孔、敲动螺栓等,使水粟找正误差不超过规定的数值。
(二)找水平
找水平的目的是使水泵轴呈水平状态,水泵的进、出口法兰盘面呈垂直状态,保证与进、出水管的连接正确,水泵找平方法:
小型耐磨多级泵找平时,将水平尺靠在水泵进、出口的法兰盘面上和轴端靠背轮的端面上,用楔形铁块调整水泵的高低,使水平的气泡居中。
临时耐磨多级泵即组的基座一般都是用质地坚硬而不容易腐烂的柞木、松木、愧木或榆木等方木(10cmX15cm以上)制作,也有预先浇制成型的水泥柱组合而成的,根据耐磨多级泵与动力机配套和制作材料情况,临时性基座可以做成整体式或分开式两种,整体式耗用木料较多,但安装移动方便,分开式可以不受木料限制,节省材料,但安装移动不方便,固定和调整也比较困难,适用在皮带转动中心距较大的地方,临时基座同样要注意质量,为安装牢固可靠应把木排下面方木埋在地下在木排四角处打木桩固定泵体的安装。
目前,耐磨多级泵的产品分有底座和无底座两种,安装带底座的小型水泵,先把底座吊放在基座上,套上地脚螺栓,调整底座位置,然后用水尺放在底座的加工面上,检查底座的水平度。不平时刻在底座下加垫楔形垫铁或薄铁片,垫铁放在地脚螺栓的两旁,离螺栓的距离为1-2倍地脚螺栓直径,太远太近都不合适。垫铁必须平稳,每堆垫铁的数目不超过3块,以免发生滑动或弹簧现象,地脚螺栓拧紧后,应对其水平度再做符合,安装无底座的大型水泵,先将已浇制好的水泥基座清理干净,将水泵吊到基座上,再度进地脚螺栓,然后按下述方法和步骤进行安装。
机械密封故障分析
1、
温度升高造成的故障
对于机械密封来说,温度的升高会造成故障,由于温度升高,造成机械密封端面润滑膜的汽化,使两端面出现干摩擦,由于产生的摩擦热量大,使得磨损加剧和造成热应力裂纹而使密封动静环断裂甚至碎裂。由于温度升高摩擦副浸渍物流出,使及摩擦副粘连,这时温度可能超过材料的极限使用温度导致不允许有的热变形,在突然载荷下也可能产生热应力裂纹造成密封故障以至密封失效。另外,温度的升高也可能使热镶环掉片或造成间隙值超过辅助密封圈的允许值。在这种情况下,内压会把密封圈从间隙挤出造成故障。温度的升高也能造成沉淀积沉而妨碍密封工作。高压锅炉给水泵所用介质是工业清水,采用的机械密封是831机械密封,密封腔内温度较高为180℃,所以在使用时温度不可过高。如果使用介质温度超过该极限温度,要采取适当的措施对密封腔加以冷却,以保证机械密封的正常使用,免出故障。
2、
动环炸裂、静环严重磨损造成的故障
高压锅炉给水泵用平衡型机械密封一般都装设冷却循环系统,以保证密封腔的温度,满足机械密封可靠使用。冷却循环系统上装有冷却器和过滤器,冷却器的作用是给水泵腔内热介质经过冷却器后降温,再循环到密封腔内。过滤器的使用是过滤循环的介质中的杂质,如果过滤器堵塞或系统管路泄漏或切换控制阀失灵,都会使密封腔内瞬间断水或时断时通,这时密封端面得不到良好的冷却、冲洗、形成温差,造成密封环的炸裂,使静环严重磨损,使密封泄漏造成故障。所以使用时要经常检查系统管路,过滤器要经常清洗,以防堵塞换热器要充分排气或在系统中装设报警器等,已达到及时排除故障延长机械密封的使用寿命。
3、
辅助密封圈的损坏造成的故障
机械密封除了端面密封外,在和轴接触的部位和压盖接触的部位,使用辅助密封O型圈、V型密封圈及U型密封圈等来解决静密封问题。高压锅炉给水泵采用平衡型机械密封的静密封,采用的是O型密封圈,其材料为橡胶制品,如果O型密封圈损坏,也造成故障产生少量泄漏,这时解决的方法是更换O型密封圈,以防泄漏的产生,根据我们多面工作经验一般O型密封圈产生故障有以下几个原因。
3.1、泵装配机械密封时,由于尺寸问题、倒角问题或工作不慎将O型密封圈卡坏,在U型密封圈断面直径的方向或轴向都可能发生卡坏现象,造成密封泄漏。
3.2、O型密封圈本身有缺陷也是造成故障原因,如O型密封圈制造时尺寸不合适,相对过盈量大,断面直径有缺肉现象,压模时由于模具直径磨损造成开模处有飞边问题都可能发生密封泄漏。
3.3、O型密封圈的材料不当,如泵温度较高而采用了不耐高温的橡胶圈,使用中产生橡胶老化,造成静密封故障。
上述现象采取的办法是提高装配质量,加强装配责任心,认真装配,避免将O型密封圈卡坏。另外,提高O型密封圈的本身质量,对有缺陷的O型密封圈和材料使用不当的要认真把好质量关防止问题的发生。
4、
用户由于使用不当造成的故障
高压锅炉给水泵在使用中是有一定的使用技术要求的,如果不按制造厂的技术要求,使用则要产生故障。
4.1、如在泵安装时,不能按安装使用说明书正确安装,致使泵产生振动,使泵内机械密封端面贴合不够好,或使端面打开产生故障,使密封泄漏。
4.2、泵运行时由于排气不充分或其他原因使密封腔内存有气体,运行时在密封腔内压的作用下,使摩擦副瞬间托开造成密封漏水故障。
4.3、循环系统清洗不干净或过滤不清洁、水质差、有异物、淤泥等,使摩擦面磨损严重也可造成故障。如安徽淮南电厂,由于水质太差、冷却循环不好、换热性能下降。
4.4、另外在泵运行时由于突然的压力波动,产生脉冲压力或频繁的启动都可能使传动部位,防转部位的薄弱环节产生破坏,造成机械密封故障。所以用户使用高压锅炉给水泵时首先要解决电厂工艺流程的正确性,在工艺流程运行时尽量减少压力波动,减少频繁启动的次数。另外,在机械密封的设计中要考虑磨损力矩从动环传递到轴上和从静环传递到泵定子上时以及启动力从轴上传递到动环上的传动系统时的强度计算和选择避免产生以上出现的问题。
二、
有效排除故障的措施
故障排除的办法有许多,下面列举几个常规方法,以供参考。
1、
在泵运行时必须监测机械密封冲洗水回水温升,正常运行在40℃~50℃为较佳,当温度超过85℃时报警,当温度超过90℃时跳闸。
2、
改善水质。用户使用泵时,水质一定要按泵和机械密封使用要求执行。必要时可增加粗滤网进行粗滤,改善水质避免故障发生。
3、
对于密封循环系统要定时拆洗、清理污垢和杂质,特别是磁性过滤器必须定时切换清洗,以防污物堵塞过滤网,产生密封腔内断水,造成动环裂碎,产生故障。
4、
在泵运转操作前一定要按使用说明书操作,做好排气,先给密封冷却水后再启动给水泵。反之操作由于先启动后给密封冷却水容易造成密封动静环炸裂。
5、
用户在小修期,更换机械密封时要注意,清洗密封各个零件,检查摩擦面,不可有划伤,橡胶O型密封圈是否有缺陷,确实没有问题方可安装。
热水泵汽蚀严重的解决办法
正常情况下,水温越高,水越容易气化,气体越多越容易在管道里面形成气蚀,从而引起泵产生噪音和震动,气蚀严重时,泵的流量、压力及效率的显著下降,甚至不能正常上水,导致泵空转 干烧,直接损坏水泵。显然,汽蚀现象是离心泵正常操作所不允许发生的。避免汽蚀现象发生的关键是泵的安装高度要正确,尤其是热水泵在输送温度较高的易挥发性液体时,更要注意。
热水泵的安装高度Hg
允许吸上真空高度Hs是指泵入口处压力p1可允许达到的较大真空度
而实际的允许吸上真空高度Hs值并不是根据式计算的值,而是由泵制造厂家实验测定的值,此值附于泵样本中供用户查用。位应注意的是泵样本中给出的Hs值是用清水为工作介质,操作条件为20℃及及压力为1.013×105Pa时的值,当操作条件及工作介质不同时,需进行换算。
(1) 输送清水,但操作条件与实验条件不同,可依下式换算
Hs1=Hs+(Ha-10.33) - (Hυ-0.24)
(2) 输送其它液体当被输送液体及反派人物条件均与实验条件不同时,需进行两步换算:第一步依上式将由泵样本中查出的Hs1;第二步依下式将Hs1换算成H΄s
2 汽蚀余量Δh
对于油泵,计算安装高度时用汽蚀余量Δh来计算,即
用汽蚀余量Δh由油泵样本中查取,其值也用20℃清水测定。若输送其它液体,亦需进行校正,详查有关书籍。
从安全角度考虑,泵的实际安装高度值应小于计算值。又,当计算之Hg为负值时,说明泵的吸入口位置应在贮槽液面之下。
例2-3 某离心泵从样本上查得允许吸上真空高度Hs=5.7m。已知吸入管路的全部阻力为1.5mH2O,当地大气压为9.81×104Pa,液体在吸入管路中的动压头可忽略。试计算:
(1) 输送20℃清水时泵的安装;
(2) 改为输送80℃水时泵的安装高度。
解:(1) 输送20℃清水时泵的安装高度
已知:Hs=5.7m
Hf0-1=1.5m
u12/2g≈0
当地大气压为9.81×104Pa,与泵出厂时的实验条件基本相符,所以泵的安装高度为
Hg=5.7-0-1.5=4.2 m。
(2) 输送80℃水时泵的安装高度
输送80℃水时,不能直接采用泵样本中的Hs值计算安装高度,需按下式对Hs时行换算,即
Hs1=Hs+(Ha-10.33) - (Hυ-0.24)
已知Ha=9.81×104Pa≈10mH2O,由附录查得80℃水的饱和蒸汽压为47.4kPa。
Hv=47.4×103 Pa=4.83 mH2O
Hs1=5.7+10-10.33-4.83+0.24=0.78m
将Hs1值代入 式中求得安装高度
Hg=Hs1-Hf0-1=0.78-1.5=-0.72m
Hg为负值,表示泵应安装在水池液面以下,至少比液面低0.72m。
液体在一定温度下,降低压力至该温度下的汽化压力时,液体便产生汽泡。把这种产生气泡的现象称为汽蚀。汽蚀时产生的气泡,流动到高压处时,其体积减小以致破灭。这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。
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降低到当时温度下的液体汽化压力时,液体便在该处开始汽化,产生大量蒸汽,形成气泡,当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时,气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。在气泡凝结破裂的同时,液体质点以很高的速度填充空穴,在此瞬间产生很强烈的水击作用,并以很高的冲击频率打击金属表面,冲击应力可达几百至几千个大气压,冲击频率可达每秒几万次,严重时会将壁厚击穿。
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。水泵产生汽蚀后除了对过流部件会产生破坏作用以外,还会产生噪声和振动,并导致泵的性能下降,严重时会使泵中液体中断,不能正常工作。
汽蚀就是当离心泵的实际的入口吸程大于设定的吸程的时候,部分水因为受到低压作用会出现气化现象。当水到高压的时候,混在液体中的部分气体,迅速液化,产生空间,水会高速打到旋转的叶轮上,叶轮就会出现破损,这就是汽蚀。如果可以降低离心泵的安装高度,能有效避免汽蚀。
离心泵内发生汽蚀的过程
1、离心泵内汽蚀的过程
离心泵运转时,流道里液体的速度和压力都是变化的,当流道中局部区域(通常是叶轮进口边稍后的某处)液体的绝对压力降低到当时温度下的汽化压力时,液体便在该处发生汽化,形成许多汽泡。
汽泡随液体向前流动至压力大于汽化压力的区域时,汽泡内外产生压差,汽泡急剧地缩小以至凝结,凝结过程中,液体质点高速填充空穴,液体质点就像无数小弹头一样,连续打击在金属表面上,在压力很高(局部压力高达50MPa),频率很高的连续打击下,金属表面逐渐因疲劳而破坏。
另外,在所产生的汽泡中还夹杂一些活泼的气体(氧),借助汽泡凝结时所放出的热量(局部温度高达200~300℃)对金属起化学腐蚀作用。在这种机械剥蚀和化学腐蚀的共同作用下,使离心泵过流部件受到破坏的过程就是汽蚀过程。
2、离心泵产生汽蚀的危害
(1)产生振动和噪声
离心泵汽蚀时,汽泡在高压区内连续不断发生突然溃灭,并伴随着强烈的水击,这时会产生频率为600~25000Hz的噪音,泵内可听到劈劈、啪啪的爆炸声,同时机组产生振动,机组的振动又将促使更多的空泡发生溃灭,两者相互激励,当频率接近于装置的固有频率时,机组将发生强烈的共振,称为汽蚀共振,这时,机组不应工作。
(2)过流部件的汽蚀破坏
离心泵长时间在汽蚀条件下工作时,在连续强烈的高频(600~25000Hz)冲击下(压力达50MPa),金属表面出现麻点,严重时金属晶粒松动并脱落,呈现出蜂窝状、海绵状、沟槽状、鱼鳞状甚至穿孔、断裂。
实践证明,汽蚀破坏的部位,正是汽泡消失之处,所以常常在叶轮出口和压水室进口部位发现破坏痕迹。轴流泵和斜流泵,通常在叶片背面和外周出现破坏(叶片与叶轮室接触的地方,即间隙汽蚀)。
(3)性能下降
离心泵刚发生汽蚀时,对泵性能影响不大,待汽蚀发展到一定程度,由于叶轮和液体的能量交换受到干扰和破坏,大量的汽泡堵塞流道,泵的流量、扬程、效率 、轴功率曲线就会显著下降。
低比转数泵的特性急速下降;高比转数泵的特性下降较为缓慢,只是到了某一个流量后,性能才急剧下降;轴流泵无显著下降阶段,多级泵汽蚀只限于第一级,因而性能下降较单级泵为小
减少离心泵汽蚀的措施:
1、提高离心泵本身的抗汽蚀性能
(1)增大叶轮进口直径
(2)增大叶轮叶片进口宽度
(3)增大叶轮盖板进口部分曲率半径
(4)叶片进口边适当向吸入方向延伸
(5)增大叶片进口角
(6)尽量使叶片进口厚度薄
(7)增加叶片的光洁度
2、防止发生汽蚀的措施
(1)减少几何吸上高度Hg(或增加几何倒灌高度)。
(2)减少吸入损失hc(可增大管径、减少管路长度、弯头等)。
(3)选泵时,注意泵较大流量的汽蚀余量,应使装置的汽蚀余量大于泵的汽蚀余量。
(4)在同样的转速和流量下,采用双吸泵(减小进口流速)。
(5)泵汽蚀时,把流量调小或降速运行。
(6)离心泵吸水池对泵汽蚀有重要影响。
(7)对于在苛刻条件下运行,为避免汽蚀破坏,离心泵可使用抗汽蚀材料。
汽蚀现象:
液体在一定温度下,降低压力至该温度下的汽化压力时,液体便产生汽泡。把这种产生气泡的现象称为汽蚀。汽蚀时产生的气泡,流动到高压处时,其体积减小以致破灭。这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。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降低到当时温度下的液体汽化压力时,液体便在该处开始汽化,产生大量蒸汽,形成气泡,当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时,气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。
在气泡凝结破裂的同时,液体质点以很高的速度填充空穴,在此瞬间产生很强烈的水击作用,并以很高的冲击频率打击金属表面,冲击应力可达几百至几千个大气压,冲击频率可达每秒几万次,严重时会将壁厚击穿。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。
水泵产生汽蚀后除了对过流部件会产生破坏作用以外,还会产生噪声和振动,并导致泵的性能下降,严重时会使泵中液体中断,不能正常工作。
汽蚀余量:
指泵入口处液体所具有的总水头与液体汽化时的压力头之差,单位用米(水柱)标注,用(NPSH)表示,具体分为如下几类:
1,装置汽蚀余量又叫有效汽蚀余量,越大越不易汽蚀;
2,泵汽蚀余量,又叫必需的汽蚀余量或泵进口动压降,越小抗汽蚀性能越好;
3,临界汽蚀余量,是指对应泵性能下降一定值的汽蚀余量;
4,许用汽蚀余量,是确定泵使用条件用的汽蚀余量。
设计中,许用汽蚀余量=1。1~1。5临界汽蚀余量
离心泵运转时,液体压力沿着泵入口到叶轮入口而下降,在叶片入口附近的K点上,液体压力pK较低。此后由于叶轮对液体作功,液体压力很快上升。当叶轮叶片入口附近的压力pK小于液体输送温度下的饱和蒸汽压力pv时,液体就汽化。
同时,使溶解在液体内的气体逸出。它们形成许多汽泡。当汽泡随液体流到叶道内压力较高处时,外面的液体压力高于汽泡内的汽化压力,则汽泡又重新凝结溃灭形成空穴,瞬间内周围的液体以极高的速度向空穴冲来,造成液体互相撞击,使局部的压力骤然增加(有的可达数百个大气压)。
这样,不仅阻碍液体正常流动,尤为严重的是,如果这些汽泡在叶轮壁面附近溃灭,则液体就像无数个小弹头一样,连续地打击金属表面。其撞击频率很高(有的可达2000~3000Hz),于是金属表面因冲击疲劳而剥裂。如若汽泡内夹杂某种活性气体(如氧气等),它们借助汽泡凝结时放出的热量(局部温度可达200~300℃),还会形成热电偶,产生电解,形成电化学腐蚀作用,更加速了金属剥蚀的破坏速度。
上述这种液体汽化、凝结、冲击、形成高压、高温、高频冲击负荷,造成金属材料的机械剥裂与电化学腐蚀破坏的综合现象称为气蚀。
。
所谓气蚀,特指流体在高速流动和压力变化条件下,与流体接触的金属表面上发生洞穴状腐蚀破坏的现象。
在泵类机械中,若进口压力过低,溶解在流体中的气体将会𨓜出,当进口压力降至被输送液体在该温度下对应的饱和蒸汽压时,液体将发生气化,两者所生成的汽泡随液体从入口向高压区流动,又因压力迅速增大而急剧冷凝,气泡瞬间溃灭。
周围液体以很大的速度从周围冲向气泡中心,产生频率很高、瞬时压力很大的冲击,使设备表面产生疲劳,发生腐蚀,这就是气蚀现象。
对于输送液体的泵设备,没有气蚀余量这样的说法。对往复式的压缩机,有存气余量或压缩余量之说,所指为活塞在上止点时,活塞顶部与压缩室间存在的那部分容积,因为在上止点时,活塞与气缸盖之间在设计上留存有一定间隙,因此也将此间隙称为存气余隙。
这部分容积对压缩机发挥容积效率不利,但为了防止活塞运行到上止点时冲撞气缸盖,又是必须保留的,所以存气余量不能没有,但应该尽可能少。
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