离心泵气蚀的危害及防范措施

离心泵是靠叶轮以一定的速度旋转而产生的离心力将液体介质输送出去的一种流体机械。离心泵在工作时往往会产生一种特殊现象,液体在泵内流动时,由于叶片的形状和液流在其中突然改变方向等流动 特点,在叶片附近的非工作面等处存在着某些局部低压区。若处于低压区的流体压力降低到对应液体温度的饱和蒸汽压,液体便开始汽化而产生气泡;如果压力继续降低,气泡及其区域会逐渐增大和扩大;与 此同时一部分原来可能溶解在液体中的某些活波气体(如水中的氧等),也会由于压力降低而逸出重新成为气泡。

当以上这些气泡随液流进入泵内高压区时,它们受压又迅速凝缩甚至破碎消失。在气泡消失的瞬间,气泡周围的液体迅速进入气泡凝失产生的空穴,并伴有局部的高温高压水击现象。流体中气泡的产生、扩大、溃灭的过程中伴随着复杂的物理化学现象,表现出噪声、振动,并伴有流量、扬程和效 率的降低,致使水泵的性能下降,同时,过流部件也会遭到破损,甚至不能工作。以上现象统称为气蚀。 当气泡不太多、气蚀不严重时,它对泵的运行还不至于产生明显的影响。但是当大量产生、气蚀持续 发展时,就会产生严重的后果和危害。主要表现一下几个方面:

1)泵出现振动和噪音。气泡溃灭时,产生强烈 的水击,因流体质点间相互冲击和对流道壁面的强烈冲击会产生宽频带的噪音,并引起泵的振动 ,使泵不能正常工作。

2)泵的性能下降。泵发生气蚀时,使流体介质 连续受到破坏,泵的扬程、流量、效率都会急剧下降,严重时泵不能连续正常工作。

3)对过流部件的侵蚀。泵发生气蚀时,在气泡 凝结 破裂的同时,液体质点以很高的速度填充空穴,在此瞬间产生很强烈的水击作用,并以很高的冲击频率打击金属表面,冲击应力可达几百至几千个大气压,冲击频率可达每秒几万次,它可使流道部件变成蜂窝 状或海绵状,严重时会将壁厚击穿。

(1)适当增大叶轮盖板进口段的曲率半径;将叶片适当的向叶轮入口边延伸，并尽量使进口处叶片薄;提高叶轮和叶片进口部分的表面光洁度;增大叶片进口角和采用正冲角;这些措施都可以降低流动损失，使介质流动更加平稳，从而降低泵的NPSHr。

(2)选用双吸叶轮，介质从叶轮两侧流入，相当于增大了叶轮的入口面积，使流经叶轮每一侧的流量减少，从而降低叶轮的v0、ω0和λ2，提高了泵的抗汽蚀能力。

(3)为离心泵安装诱导轮，可以对介质进行预增压，增大了叶轮入口处的介质压头，可以显著降低NPSHr。但诱导轮会增加轴向的安装尺寸，且安装了诱导轮的离心泵在小流量运行时，扬程会降低，从曲线上表现为出现了“驼峰”，因此在API610标准中是不推荐离心泵加诱导轮的。