一、氟合金化工泵中的氣蝕現(xiàn)象

當(dāng)氟合金化工泵內(nèi)的壓力低于抽送液體在該溫度下的飽和蒸汽壓力時(shí)，液體中就會(huì)產(chǎn)生氣泡，發(fā)生氣蝕現(xiàn)象。

要認(rèn)識(shí)氣蝕現(xiàn)象，首先從我們?nèi)粘Ｉ畹乃兓勂稹?/p>

平常我們?cè)谝粋€(gè)大氣壓下，將水從20℃加熱到100℃時(shí)，就有大量氣泡從水中溢出，形成沸騰現(xiàn)象。如果在20℃下，將壓力降低到0.024個(gè)大氣壓，水也能沸騰起來(lái)。所以，水和汽是可以相互轉(zhuǎn)化的，轉(zhuǎn)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(zhì)。

在一定溫度下，液體開始?xì)饣呐R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(zhì)后，我們?cè)賮?lái)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(jìn)口是壓力較低的地方。如果這個(gè)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(huì)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(shí)，氣泡周圍的壓力高于氣泡內(nèi)的壓力，氣泡受壓破裂(凝結(jié))。則液體質(zhì)點(diǎn)就象無(wú)數(shù)的小子彈連續(xù)打擊金屬表面，使金屬表面產(chǎn)生破壞。這就是泵的氣蝕。氟合金化工泵在嚴(yán)重氣蝕狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)生氣蝕的部位很快就會(huì)變成蜂窩狀或海綿狀。

氟合金化工泵剛開始?xì)馕g時(shí)，氣蝕區(qū)域較小，對(duì)泵正常工作沒(méi)有明顯影響，但當(dāng)氣蝕發(fā)展到一定程度時(shí)，氣蝕氣泡大量產(chǎn)生，影響液體的正常流動(dòng)，甚至造成液流間斷，同時(shí)伴有噪聲、震動(dòng)，而且泵的流量、揚(yáng)程、效率都明顯下降。因此要盡量避免氣蝕產(chǎn)生。

二防止氣蝕產(chǎn)生的辦法

1、改進(jìn)氟合金化工泵的吸入口至葉輪附近的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。增大過(guò)流面積;增大葉輪蓋板進(jìn)口段的曲率半徑，減小液流急劇加速與降壓;適當(dāng)減少葉片進(jìn)口的厚度，并將葉片進(jìn)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(jìn)口部分表面光潔度以減小阻力損失;將葉片進(jìn)口邊向葉輪進(jìn)口延伸，使液流提前接受作功，提高壓力。

2、采用前置誘導(dǎo)輪，使液流在前置誘導(dǎo)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(cè)同時(shí)進(jìn)入葉輪，則進(jìn)口截面增加一倍，進(jìn)口流速可減少一倍。

4、設(shè)計(jì)工況采用稍大的正沖角，以增大葉片進(jìn)口角，減小葉片進(jìn)口處的彎曲，減小葉片阻塞，以增大進(jìn)口面積;改善大流量下的工作條件，以減少流動(dòng)損失。但正沖角不宜過(guò)大，否則影響效率。

5、采用抗氣蝕的材料。實(shí)踐表明，材料的強(qiáng)度、硬度、韌性越高，化學(xué)穩(wěn)定性越好，抗氣蝕的性能越強(qiáng)。

提高進(jìn)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(dòng)損失。如在要求范圍盡量縮短管路，減小管路中的流速，減少?gòu)澒芎烷y門，盡量加大閥門開度等。

三氣蝕余量的概念

泵為什么會(huì)抽上水?因?yàn)楫?dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)把水甩出去的時(shí)候，葉輪入口處得液體壓力下降，蓄水池內(nèi)的液體在大氣壓(開式池)的作用下經(jīng)吸入管進(jìn)入泵內(nèi)。

用氟合金化工泵抽水，假設(shè)泵吸入口為真空，管路阻力位零，液面壓力為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，則水應(yīng)能沿吸入管路上升10.33米。但泵吸入口不可能達(dá)到真空，當(dāng)葉輪吸入口處的壓力接近水的汽化壓力時(shí)，就會(huì)發(fā)生氣蝕而吸不上水來(lái)，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(lái)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(chǎn)出氣蝕現(xiàn)象所必須具有的富余能量，用NPSHR表示，單位為米。優(yōu)秀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(yàn)的方法確定的，對(duì)任何一臺(tái)新設(shè)計(jì)的泵，制造廠都要通過(guò)氣蝕實(shí)驗(yàn)獲得一個(gè)試驗(yàn)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(dāng)然在新設(shè)計(jì)時(shí)可以用一些經(jīng)驗(yàn)公式估算，等制造完成后再用試驗(yàn)指校正。

必需汽蝕余量的估算——NPSHR(m)

式中：n——泵軸轉(zhuǎn)速

Q——輸送溫度下液體流量，m3/s(雙吸泵為1/2Q)

C——氣蝕比轉(zhuǎn)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(chǎn)生氣蝕的條件

NPSHA>NPSHR

NPSHA-NPSHR>S(S：安全余量0.6~1m)。