如何提高离心泵抗汽蚀性能

如何提高离心泵抗汽蚀性能 福建南平农校李高寿 内容摘要:从离心泵发生汽蚀的原因、危害中找出抗汽蚀性能的方法，一是确定泵的安装高度。二是改进叶轮入口的几何形状。三是采用抗汽蚀材料。四是采用诱导轮。 关键词:机械剥蚀、允许吸上真空度、汽蚀余量、冲角 我们在检修离心泵时，常常发现在叶片入口边靠近前盖板处和叶片入口边缘附近有许多麻点和蜂窝状凹坑或严重地破坏原有结构，甚至有的叶片和盖板被穿透的现象。这就是由于汽蚀所引起的破坏，在离心泵运行中产生了噪音和振动，并伴随着流量、扬程、效率的降低而不能工作。 一、离心泵发生汽蚀的原因。 汽蚀现象是水和汽变化的物理特性，水在一定温度和汽化压力下促使它们相互转化。由于离心泵在高速旋转的叶轮对液体作功，使液体能量增加，在相互作用过程中，液体的速度和压力在不断变化，而叶轮入口处是压力最低的地方，就会有蒸汽及溶解在液体中的气体从液体中大量逸出，形成许多蒸汽与气体混合的小气泡。这些小汽泡随液体流到高压区时，气泡在高压区受压破裂而重新凝结。在凝结过程中，液体质点从四周向气泡中心加速运动，在凝结的瞬间，质点互相撞击，产生很高的局部压力。这些气泡如果在金属表面附近破裂而凝结，则液体质点就象无数小弹头一样，连续打击在金属表面上。在压力很大、频率很高的连续打击下，金属表面逐渐因疲劳而破坏，这就是机械剥蚀作用。在所产生的气泡中还有化学腐蚀作用，在气泡中的氧等活泼气体在借助气泡凝结时所放出的热量，对金属起化学腐蚀。金属在气泡的机械剥蚀和化学腐蚀的共同作用下，加快了损坏速度，发生汽蚀的部位很快就被破坏成蜂窝或海绵状，使泵的性能下降，寿命缩短，直至无法工作。 针对汽蚀的破坏，从离心泵发生汽蚀原因中找出抗汽蚀性能的方法。 首先注意离心泵的安装高度。 泵的安装高度必须小于某一定值，也就是泵轴心线距液面的垂直高度(即吸上真空度)，以确保叶轮内各处压力均高于液体的饱和蒸气压，避免产生汽蚀。 当离心泵吸入口处为绝对真空时，压力为10.33米汞柱高度，而吸入口处是不可能达到绝对真空的。当叶轮吸入口处的压力接近水的汽化压力时，就会产生汽蚀，再加管路的摩擦阻力就更加吸不上水来，所以离心泵抽水时最大安装高度(几何高度)不可能达到10.33米， - 1 - 即最大吸上真空度通常都低于8.5米。为了保证离心泵运行时不发生汽蚀，同时又有尽可能大的吸上水，以减少土建 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 量，我国机标规定，将最大吸上真空度的试验值减去0.3米的安全量，作为允许最大吸上真空度。所以在安装离心泵时一定要按铭牌 说明书 房屋状态说明书下载罗氏说明书下载焊机说明书下载罗氏说明书下载GGD说明书下载 上所规定允许最大吸上真空度(吸程)安装，还必须注意最大吸上真空高度会随流量的增加而下降，在注意安装高度时还必须防止长时间在大流量下运行。 二、改进叶轮入口的几何形状。 从泵的本身来说，泵的吸入口处并不是泵内压力最低的地方，因为液体自泵的吸入口流到叶轮过程中还有能量损失，压力还要降低，因为从泵吸入口到叶轮入口的过流面积一般是逐渐收缩的，同时液流方向也有变化，因而引起了附加的压力降。在进入叶轮流道时(如图)， W1叶片工作面压力k 叶片背面压力 液体以相对速度W1，绕流叶片头部，由于急速转弯流速加快，在叶片背面K点，压力相应降到最大，当K点处的压力等于液体在该温度下的汽化压力时，泵开始发生汽蚀。液体由离心泵入口到叶轮叶片入口边压力最低点，K的动压降就是我们通常所说的最小汽蚀余量?hmin(NPSHr)(当然NPSHr越小抗汽蚀性能越好)。当离心泵吸入口超过汽化压力的能量数值降到正好等于液体的动压降时，叶轮内开始发生汽蚀，所以要使泵不发生汽蚀动压降?h(NPSHa)必须大于最小汽蚀余量(NPSHa越大越不易汽蚀)，也就是指泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量必须超过汽化压力最低限度的能量。 当泵的转速和流量确定后，泵的最小汽蚀余量仅与吸入室和叶轮入口几何形状有关，所以提高水泵抗汽蚀性能主要措施之一是改进叶轮入口的几何形状。 1(采用双吸叶轮，双吸叶轮相当于两个叶轮背靠背地并联工作，采用双吸叶轮的泵的最小汽蚀余量相当于单吸叶轮泵的最小汽蚀余量的0.63倍，这样大大提高了叶轮抗汽蚀性能。 2(采用较低的叶轮入口速度，适当增大叶轮入口直径，提高了泵的抗汽蚀性能，但必须注意不是叶轮入口速度越低，叶轮入口直径越大越好。因为随入口直径增加后，密封环处间 - 2 - 隙面积增大，泄漏量增加，使泵容积效率降低，另一方面，叶轮入口直径增大后，相对地缩短了流道长度，影响水力效率。所以在确定入口直径时，除了要考虑泵的抗汽蚀性能外，还要兼顾泵的效率。 3(增大叶片入口边宽度，可以使叶轮入口相对速度W减小，从而提高泵的汽蚀性能。通常是在增大叶片入口边宽度与适当增大叶轮入口直径联合起来考虑，经验表明叶片入口过流面积和叶轮入口面积之比在1.1至2.5范围较好。对分数式多级泵第一级叶轮，一般略为加大叶轮入口直径以减低液体进入叶轮时的流速，提高泵的抗汽蚀性能，而其他各级叶轮由于已有一定的吸入压力，故就尽量减小叶轮入口直径，以提高泵的效率。 4(适当选择叶片数和冲角可以改善泵的汽蚀性能。 一般叶片数取6片，对低比转数的泵可以取9片，对高比转数的泵可以取4—5片。 D确定叶片数Z按经验公式估计:Z=(1.1,1.5) 2 D为叶轮外径，单位厘米。 2 冲角是叶轮入口处的叶片安放角比相对速度液流角增大了一个角度，一般冲角取3?,15?，实验表明适当加大冲角可以延缓泵在大流量工况工作时抗汽蚀性能，但如果正冲角超过20?，将引起效率下降，如果取负冲角，则泵的抗汽蚀性能明显恶化。 三、采用抗汽蚀材料。 当由于使用条件所限，不可能完全避免发生汽蚀时，应采用抗汽蚀材料制造叶轮，以延长叶轮的使用寿命，一般来说，零件表面越光滑，材料强度和韧性越高，硬度和化学稳定性越高，则材料的抗汽蚀性能也越好，实验证明铝铁青铜9—4、2Cr13、稀土合金铸铁和高镍铬合金等材料，比普通铸铁的抗汽蚀能力大得多。 1(不同的材料抗汽蚀能力有十分明显的区别，影响材料抗机械剥蚀能力的因素很多，通常具有高硬度和高弹性的材料抗机械剥蚀的能力较强，国外推荐低碳铬镍合金钢，如13Cr4N作为在汽蚀状态下工作的水力机械材料。某泵站叶轮将原铸钢改换为不锈钢，运行多年未发现其实破坏斑痕。铜叶轮比铸铁叶轮抗汽蚀效果好。 2(为防化学腐蚀在叶轮涂层的方法比较常用。非金属涂敷料采用环氧树脂、尼龙粉、聚胺脂等，但应注意操作 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 ，以防止涂层脱落。当今，在流道表面堆焊合金或喷涂合金的方法在对汽蚀破坏有一定效果，如不锈钢焊条堆焊法、不锈钢镶焊修补法、合金粉末喷焊和高速火焰喷涂。 四、采用诱导轮提高泵的抗汽蚀性能。 在离心泵的叶轮前加装诱导轮能提高泵的抗汽蚀性能，解决汽蚀问题，效果很好，而且 - 3 - 运行维修方便。当液体流过诱导轮时，诱导轮首先对液体做功。相当于进入后面叶轮的液体起到增压作用，从而提高了压力。虽然增加了电机的部分负荷，但由于电机的功率一般都比较大，所以电机仍能满足要求，勿需更换电机。但在 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 制造断面形状诱导轮时必须注意诱导轮的外径、轮毂直径、叶片数、叶片间距、叶片长度、厚度、外圆处的液流角、叶片冲角、以及叶片入口边形状。诱导轮成螺旋形、螺旋外径处的螺旋角较小，内径处的螺旋角较大，以保证螺旋的导程相等。实践表明，如果离心叶轮和诱导轮合装后配合恰当，扬程有所提高，泵的汽蚀比转数提高，效率也略升。随着人们对诱导轮的认识和设计制造水平的提高，以及使用经验的不断积累，将诱导轮作为泵汽蚀性能的最有力措施而被广泛应用。 五、修整叶片头部。 修整叶片头部对降低叶片进口的水流速度，减小叶轮进口排挤，提高泵的抗汽蚀能力是有效的，试验结果是将叶片头部背面修薄，在靠近叶轮前盖板处也修一些，不仅延长的叶轮使用寿命，还发现汽蚀余量下降0.5左右。 人们在如何提高离心水泵抗汽蚀性能上，不断探索 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 经验，为了提高泵的制造质量，泵的重要零件开始用数控机床加工，有些为了实现泵的技术创新与发展，采用了优化设计方法和复合技术，随着先进技术的研发，在提高离心泵抗汽蚀性能试验研究上还会有重大突破。 参考文献: 1(《离心泵设计基础》编写组，机械工业出版社出版 2(吴醒凡，现代泵技术手册，北京宇航出版社，1995 3(中国水网，泵的汽蚀，2006 - 4 -