水泵汽蚀现象是怎么发生的?
什么是汽蚀现象呢?可以从日常生活来谈起:如果在一个大气压力作用下,将水加热到100°C就会有大量气泡从水中析出——水沸腾了。但是在高山上,由于空气稀薄而气压低,水不到100C就会冒出大量气泡。如果水面压力降低到0. 024atm(1atm=1个标准大气压)以下时,水在20C的常温下也会冒出大量的气泡,水沸腾。所以水的汽化不但与温度有关,而且还与压力有关。在一一定温度下,液体开始汽化的临界压力叫做汽化压力(或称饱和蒸汽压力),用p表示。
从离心泵的工作原理中知道,泵能将低处的液体吸上来是由于叶轮转动产生离心力,使泵的进口处压力降低产生真空,也就是低于大气压力,而吸水池的液面上有一个大气压力,在其作用下把液体压上来了。如果泵的安装离吸入液面越高,则泵的进口的压力要求更低,真空度更大,才能把液体吸上来。当泵进口处的压力低至该温度下该液体的汽化压力时,虽然在常温下,该液休也会汽化而产生大量气泡,这些气泡随液体一起流入叶轮流道中。由于泵通过旋转的叶轮对液体作功,使液体能量逐渐增加,液体的压力又逐渐升高,液体中的气泡受压破裂,重新凝结成液体而消失。这时,气泡四周的液体质点以很高的速度运动补充,质点互相撞击,在瞬间产生很高的压力(即水锤现象),产生很强的水击波就像无数个小弹头连续打击叶片表面,久而久之,金属表面逐渐因疲劳破坏,在叶片上产生蜂窝状的小块剥落,通常称为剥蚀。在所产生的气泡中,还有一些活泼气体( 如氧等),借助气泡凝结时所放出的热量对金属起化学腐蚀、电化腐蚀与机械剥蚀的共同作用,加快了对金属的损坏速度,这种现象就叫做汽蚀现象。
泵开始发生汽蚀时,气泡较少,区域也较小,对泵的正常工作没有明显影响,但当发展到一定程度时,就会影响到泵的性能(流量、扬程、功率、效率)明显下降(泵的汽蚀试验就是利用这一现象进行判断), 并发生振动、噪声。当汽蚀进一步发展,气泡大量产生就会造成性能曲线急剧下降,液体产生断流而泵无法工作。所以泵的汽蚀问题必须应予重视与防止。
离心泵启动时,泵体内的叶轮带动水高速旋转,水作离心运动,向外甩出,水在叶轮末端(E点)及导流壳体区域形成高压,并被压入出水管。泵体内的水被压出后,在转轴附近(D点)形成低压区,外部水在大气压的作用下进入泵体,以此循环,将水从低位输送至到高位区域。