全面解析氟合金化工泵氣蝕現象!

　　一、氟合金化工泵中的氣蝕現象

　　當氟合金化工泵內的壓力低于抽送液體在該溫度下的飽和蒸汽壓力時，液體中就會產生氣泡，發(fā)生氣蝕現象。

　　要認識氣蝕現象，首先從我們日常生活的水變化談起。

　　平常我們在一個大氣壓下，將水從20℃加熱到100℃時，就有大量氣泡從水中溢出，形成沸騰現象。如果在20℃下，將壓力降低到0.024個大氣壓，水也能沸騰起來。所以，水和汽是可以相互轉化的，轉化的條件就是溫度和壓力。不但是水，其他液體也有這樣的性質。

　　在一定溫度下，液體開始氣化的臨界壓力叫液體的汽化壓力，以PV表示。

　　知道了液體本身所具有的這種物理性質后，我們再來分析泵發(fā)生氣蝕的原因。

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　　通常，氟合金化工泵的葉輪進口是壓力較低的地方。如果這個地方液體的壓力等于或低于在該溫度下的液體的汽化壓力Pv，就會有蒸汽及溶解在液體的氣體從液體中大量溢出，形成許多蒸汽與氣體混合的小氣泡。這些小氣泡隨液體流到高壓區(qū)時，氣泡周圍的壓力高于氣泡內的壓力，氣泡受壓破裂(凝結)。則液體質點就象無數的小子彈連續(xù)打擊金屬表面，使金屬表面產生破壞。這就是泵的氣蝕。氟合金化工泵在嚴重氣蝕狀態(tài)下運轉時，發(fā)生氣蝕的部位很快就會變成蜂窩狀或海綿狀。

　　氟合金化工泵剛開始氣蝕時，氣蝕區(qū)域較小，對泵正常工作沒有明顯影響，但當氣蝕發(fā)展到一定程度時，氣蝕氣泡大量產生，影響液體的正常流動，甚至造成液流間斷，同時伴有噪聲、震動，而且泵的流量、揚程、效率都明顯下降。因此要盡量避免氣蝕產生。

　　二防止氣蝕產生的辦法

　　1、改進氟合金化工泵的吸入口至葉輪附近的結構設計。增大過流面積;增大葉輪蓋板進口段的曲率半徑，減小液流急劇加速與降壓;適當減少葉片進口的厚度，并將葉片進口修圓，使其接近流線形，也可以減少繞流葉片頭部的加速與降壓;提高葉輪和葉片進口部分表面光潔度以減小阻力損失;將葉片進口邊向葉輪進口延伸，使液流提前接受作功，提高壓力。

　　2、采用前置誘導輪，使液流在前置誘導輪中提前作功，以提高液流壓力。

　　3、采用雙吸葉輪，讓液流從葉輪兩側同時進入葉輪，則進口截面增加一倍，進口流速可減少一倍。

　　4、設計工況采用稍大的正沖角，以增大葉片進口角，減小葉片進口處的彎曲，減小葉片阻塞，以增大進口面積;改善大流量下的工作條件，以減少流動損失。但正沖角不宜過大，否則影響效率。

　　5、采用抗氣蝕的材料。實踐表明，材料的強度、硬度、韌性越高，化學穩(wěn)定性越好，抗氣蝕的性能越強。

　　提高進液裝置有效氣蝕余量的措施：

　　(1)增加氟合金化工泵前貯液罐中液面的壓力，以提高有效氣蝕余量。

　　(2)減小吸上裝置泵的安裝高度。

　　(3)將上吸裝置改為倒灌裝置。

　　(4)減小氟合金化工泵前管路上的流動損失。如在要求范圍盡量縮短管路，減小管路中的流速，減少彎管和閥門，盡量加大閥門開度等。

　　三氣蝕余量的概念

　　泵為什么會抽上水?因為當葉輪旋轉把水甩出去的時候，葉輪入口處得液體壓力下降，蓄水池內的液體在大氣壓(開式池)的作用下經吸入管進入泵內。

　　用氟合金化工泵抽水，假設泵吸入口為真空，管路阻力位零，液面壓力為一個標準大氣壓，則水應能沿吸入管路上升10.33米。但泵吸入口不可能達到真空，當葉輪吸入口處的壓力接近水的汽化壓力時，就會發(fā)生氣蝕而吸不上水來，而且，吸入管路還有一定的阻力，所以泵不可能抽上10.33米。

　　為了不使泵發(fā)生氣蝕，用必須氣蝕余量來表征泵的氣蝕性能。

　　1、必須氣蝕余量——NPSHR

　　必須氣蝕余量是指泵在工作是不產出氣蝕現象所必須具有的富余能量，用NPSHR表示，單位為米。國際上稱為必須凈正吸頭，必須汽蝕余量越小，泵的抗氣蝕性能越好。必須汽蝕余量是有試驗的方法確定的，對任何一臺新設計的泵，制造廠都要通過氣蝕實驗獲得一個試驗汽蝕余量，然后加上0.3米的安全余量得到必須汽蝕余量。當然在新設計時可以用一些經驗公式估算，等制造完成后再用試驗指校正。

　　必需汽蝕余量的估算——NPSHR(m)

　　式中：n——泵軸轉速

　　Q——輸送溫度下液體流量，m3/s(雙吸泵為1/2Q)

　　C——氣蝕比轉速(可近似按表13-2確定)

　　(2)NPSHR=10.33-hs

　　式中：hs——吸上真空高度(米)

　　2、裝置氣蝕余量——NPSHA(m)

　　吸上裝置：

　　倒灌裝置：

　　式中：p1——吸入液面壓力(pa);

　　HV1——吸入管路阻力損失(m);

　　h——泵中心線到液面的安裝高度(m);

　　Pv——液體在該溫度下的汽化壓力(Pa)

　　不產生氣蝕的條件

　　NPSHA>NPSHR

　　NPSHA-NPSHR>S(S：安全余量0.6~1m)。

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