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水泵知识

化工离心泵:汽蚀发生的机理

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       汽蚀是一个老生常谈的问题了,汽蚀会使叶轮和流体之间的能量转换遭到严重的干扰,使泵的性能下降,严重时会使液流中断无法工作。在机械破坏方面,汽蚀会使叶轮和泵壳表面出现麻点,继而表面呈现槽沟状、蜂窝状、鱼鳞状的裂痕,严重时造成叶片或叶轮前后盖板穿孔,甚至叶轮破裂,造成严重事故。因而汽蚀严重影响到泵的安全运行和使用寿命。那么汽蚀现象是如何产生的,下边我们分析一下化工离心泵汽蚀产生的机理。

      化工离心泵运转时,流体的压力随着从泵入口到叶轮入口而下降,在叶片附近,液体压力最低。此后,由于叶轮对液体做功,压力很快上升。当叶轮叶片入口附近压力小于等于液体输送温度下的饱和蒸汽压力时,液体就汽化。同时,还可能有溶解在液体内的气体溢出,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,则汽泡会凝结溃灭形成空穴。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,使局部的压力骤然剧增(有的可达数百个大气压)。 
       这不仅阻碍流体的正常流动,更为严重的是,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),金属表面会因冲击疲劳而剥裂。若汽泡内夹杂某些活性气体(如氧气等),他们借助汽泡凝结时放出的能量(局部温度可达200~300℃),还会形成热电偶并产生电解,对金属起电化学腐蚀作用,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、高频率的冲击载荷,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汽蚀。

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