管道离心泵汽蚀现象的分析及预防

  管道离心泵汽蚀余量指标的可靠方法是试验测量。判别泵是否汽蚀的准则是以扬程下降3% 时测试系统的装置汽蚀余量NPSHa为泵当前流量点的汽蚀余量NPSHr。泵在不同的使用条件下运行，承受汽蚀破坏的程度有很大的差异。因此，对所有的泵都用同一判据来表征汽蚀性能并用同样的方法来设计叶轮是不恰当的。应当根据介质、泵比转数以及叶轮外径的不同对现有实验方法得到的泵汽蚀余量进行修正才能更准确地描述泵的汽蚀特性。近年来，随着计算流体力学的发展和测试手段的进步，对汽蚀的研究由泵额**汽蚀的发展机理转向汽蚀模拟与诊断技术领域。从汽蚀余量计算公式出发，分析产生汽蚀的原因并提出防止离心泵汽蚀的措施。

离心泵工作时，叶轮由原动机驱动作高速旋转运动，迫使叶片间的液体也随之作旋转运动。同时，因离心力的作用，液体由叶轮中心向外缘作径向运动，随后进入蜗壳。液体在流经叶轮的运动过程中获得动能，液流进入蜗壳后因过流面积的增大而减速，动能转化为压能。即通过泵的做功，液体从低压变为高压实现物料的输送。

在离心泵叶轮入口处，由于液体向叶轮外缘流动形成低压区，而入口来流还未获得叶轮的足够能量，即使无外界热量导入，也易于出现压力低于液体气化压的情况，此时泵会产生空化汽蚀现象。汽蚀是液体在流动中嬗变为汽体、再回归为液体的过程，即汽泡产生破损的过程，从汽泡产生到消失所用的时间较短，是一个复杂的动态过程。汽化的结果就是在液体中产生很多汽泡，汽泡中充满了液体蒸汽以及少量溶解于液体中的气体。当汽泡随液体进入高压区时，汽泡就会迅速破损，周围液体迅速填充原汽泡空穴，产生巨大的属于内向性质的冷凝冲击，随之蒸汽又重新凝结成液体，汽泡消失。汽泡破裂过程中，有一部分汽泡是附着在导流组件表面上破损凝结成液体的，这部分液体如同无数细小的高频撞击金属表面，造成金属表面的侵蚀。