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离心泵汽蚀危害及解决方法
汽蚀是离心泵运行过程中较常见的问题,会引起泵振动和噪音的增加、性能的下降和造成零部件的严重损坏。
一.汽蚀的危害
1.性能下降、管路损坏
汽蚀会导致泵的性能明显降低。通常对于化工离心泵来说,当入口压力降低到某种程度时,其性能会急剧下降,该现象也叫汽蚀断裂。汽蚀也会使流体内部出现不稳定性,这些不稳定性会导致流量和压力的振荡,在振动的助推下,可能会引起泵及其进出口管路损坏。
2.严重损伤化工离心泵的过流部件
汽蚀会导致零部件表面的破坏,汽泡破裂时周围液体产生极高的冲击压力(压力峰值)可达49 MPa,当这种汽蚀液力强度大于材料抵抗这种冲击能力时,就会导致局部的壁面材料疲劳失效和表面材料脱落,汽蚀发生的同时伴随化学腐蚀和电化学腐蚀。汽蚀初期材料的腐蚀及塑性变形产生的凹坑尺寸约10 μm~50 μm,特别是一些耐蚀性较差的材料在长期汽蚀作用下会出现马蜂窝状结构。
一. 改善汽蚀性能的常用措施
1.改进化工泵的吸入口设计
通过对叶轮的修磨,增大过流面积;
增大叶轮盖板进口段的曲率半径,减小液流急剧加速与降压;
适当减少叶片进口的厚度,并将叶片进口修圆(打磨叶片头部,削尖,以减少进口冲击损失,降低进口冲角的敏感性,必需汽蚀余量可以下降0.5米左右),使其接近流线形,也可以减少绕流叶片头部的加速与降压;
提高叶轮和叶片进口部分表面光洁度以减小阻力损失;
将叶片进口边向叶轮进口延伸,使液流提前接受做功,提高压力。
2.增加前置诱导轮
使液流在前置诱导轮中提前做功,以提高液流压力(该方案需要改变结构、需重新校核各种设计参数)。
3.采用双吸叶轮
增加叶轮进口面积、降低进口液体流速(流速降低,压力增加)。
4.采用稍大的正冲角
以增大叶片进口角,减小叶片进口处的弯曲,减小叶片阻塞,从而增大进口面积;
改善大流量下的工作条件,以减少流动损失。但正冲角不宜过大,否则影响效率。