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關(guān)于泵在使用過程中的汽蝕問題

發(fā)布日期:5/6/2023 瀏覽次數(shù):511

標(biāo)簽:臥龍泵閥 安徽臥龍

內(nèi)容摘要:

汽蝕,也叫作“氣蝕”,是一種由于系統(tǒng)與水泵不匹配,造成的水泵損害的現(xiàn)象。

我們先簡(jiǎn)單解釋下汽蝕的產(chǎn)生過程,然后再詳細(xì)說明怎樣解決和避免汽蝕。

如上系統(tǒng)圖所示,環(huán)境大氣壓為10m,水泵入口中心線高于液面7m,吸入口管路和彎頭等組件會(huì)產(chǎn)生2m水壓降,這樣可以計(jì)算P0點(diǎn)的絕對(duì)壓力:10-7-2=1m,而水泵自身會(huì)有一個(gè)汽蝕余量曲線,如下圖:

可從圖中看到,這臺(tái)水泵流量在22m3/h的時(shí)候,汽蝕余量(NPSH)為2m,這個(gè)汽蝕余量的含義是水泵吸入口最低的絕對(duì)壓力要求至少為2m,水在進(jìn)入泵體內(nèi)部持續(xù)壓降,如果入口不能保證2m絕對(duì)壓力,那么在水進(jìn)入泵體尚未接觸到葉輪表面時(shí)就會(huì)汽化,變?yōu)闅馑旌蠣顟B(tài),當(dāng)含有氣泡的水接觸到葉輪表面被瞬間增壓時(shí),由于壓力上升,氣泡破滅,周邊的水會(huì)快速地填充氣泡的空間,造成葉輪表面撞擊,從而損傷葉輪。

整個(gè)流程就是我們所說的汽蝕,汽蝕的根本原因在于水泵的汽蝕余量與系統(tǒng)所能提供的最低壓力不匹配。

汽蝕狀態(tài)下水泵的性能曲線會(huì)快速衰減,除了葉輪壽命受影響之外,水泵也無法像預(yù)期一樣提供流量和揚(yáng)程。

上面我們解釋了汽蝕的產(chǎn)生過程,接下來我們介紹下如何避免汽蝕。

首先我們列出影響汽蝕的幾個(gè)因素:

(1)水泵自身的汽蝕余量(NPSH):汽蝕余量是一個(gè)動(dòng)態(tài)值,每臺(tái)水泵的汽蝕余量都不盡相同,并且在一臺(tái)水泵下的不同流量點(diǎn),汽蝕余量也不一樣,流量越小,汽蝕余量越低,流量越大,汽蝕余量越高。

(2)環(huán)境大氣壓:平原地區(qū)的環(huán)境大氣壓約為10m,一些高海拔城市的大氣壓通常會(huì)有所下降,例如昆明的海拔高度大約為1800m,環(huán)境大氣壓約為8m。

(3)泵和水面的安裝高度差:常規(guī)的安裝建議是泵低于水面,部分特殊場(chǎng)所下,泵需要高于水面安裝,這里的安裝高度差是以泵高減去水面高,所以如果是泵高于液面1m時(shí),高度差為-1m。

(4)水泵吸入口的壓降:壓降源自于管路內(nèi)壁摩擦水阻,彎頭閥門等局部水阻,這個(gè)水阻與管徑、流量相關(guān),需要準(zhǔn)確評(píng)估這部分水阻時(shí),可查閱Pentax歷史推文中的100m管阻表格。

(5)飽和蒸汽壓:與水溫相關(guān),水溫越高則飽和蒸汽壓越高,例如20℃水的飽和蒸汽壓約為0m,意味著絕對(duì)壓力值降為0m時(shí)會(huì)發(fā)生汽化,而90℃水的飽和蒸汽壓為7m,意味著絕對(duì)壓力值降為7m時(shí)會(huì)發(fā)生汽化。

通過如上5點(diǎn),按照下面公式校核系統(tǒng)的汽蝕安全性,不等式成立時(shí),系統(tǒng)安全,不會(huì)發(fā)生汽蝕,不等式不成立時(shí),系統(tǒng)有汽蝕風(fēng)險(xiǎn)。

最后要說明的是,汽蝕一旦發(fā)生則很難消除,需要改變上式中的一個(gè)或多個(gè)變量才可以,然而系統(tǒng)安裝位置不可改變,所以大氣壓力和安裝高度差基本無法調(diào)整,入口閥門和管路可以嘗試更換更大口徑規(guī)格或拆除過濾器等減少水阻,如果系統(tǒng)允許,也可適當(dāng)降低水溫來降低飽和蒸汽壓,或者更換水泵來降低水泵的汽蝕余量。

Tips:“氣蝕”表述的是氣體(氣泡)消失所對(duì)葉片產(chǎn)生的侵蝕損害,而水泵專業(yè)更喜歡用“汽蝕”來描述,這是因?yàn)槲覀兯吹降牟⒉粌H僅是侵蝕損害的時(shí)刻,也看到了損害葉輪的氣體(氣泡)是來自于水的汽化。


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