水泵汽蝕的原因,水泵汽蝕的危害

水泵的汽蝕是一種極其復(fù)雜的物理化學(xué)現(xiàn)象，汽蝕的發(fā)生和發(fā)展，會(huì)對(duì)水泵造成以下危害。
   水泵汽蝕的危害 1.會(huì)導(dǎo)致水泵的性能惡化
    在產(chǎn)生汽蝕過程中，由于水流中含有大量的氣泡，破壞了水流的正常流動(dòng)規(guī)律，改變了流道內(nèi)的過流面積和流動(dòng)方向，因而葉輪與水流之間能量交換的穩(wěn)定性遭到破壞，能量損失增加。從而引起水泵的流量、揚(yáng)程和效率的迅速下降，甚至達(dá)到斷流狀態(tài)。
    這種對(duì)水泵性能的影響,會(huì)因水泵比轉(zhuǎn)速的不同而呈現(xiàn)程度上的差異。低比轉(zhuǎn)速離心泵由于葉槽狹長(zhǎng),寬度較小,當(dāng)汽蝕開始后,汽泡會(huì)迅速擴(kuò)展到葉槽的整個(gè)寬度而形成“堵塞”現(xiàn)象,從而破壞水流運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性,引起水流斷裂,水泵性能曲線呈急劇下降的形狀;對(duì)于中、高比轉(zhuǎn)速的離心泵和混流泵由于葉輪葉槽較寬,不易被汽泡所“堵塞”,只有當(dāng)流量(流速)增大、汽化發(fā)展到一定程度時(shí),才會(huì)布滿全部葉片,出現(xiàn)斷流。因此,在出現(xiàn)斷流狀況之前,其性能曲線下降先緩后陡;對(duì)高比轉(zhuǎn)速軸流泵,由于葉片之聞流道相當(dāng)寬闊,故汽蝕開始后汽蝕區(qū)不易擴(kuò)展到整個(gè)葉槽,因此性能曲線下降緩慢,且無明顯的斷流點(diǎn)。
   水泵汽蝕的危害 2.水泵的過流部件受到剝蝕破壞
    當(dāng)汽泡被水流帶到高壓區(qū)后,由于汽泡周圍的水流壓力增高,使汽泡迅速破裂,汽泡四周的水流質(zhì)點(diǎn)高速地向汽泡中心沖擊,水流質(zhì)點(diǎn)互相撞擊,產(chǎn)生強(qiáng)烈的水錘。根據(jù)觀測(cè)資料表明,其產(chǎn)生的沖擊頻率很高,每分鐘可達(dá)幾萬次,并且集中作用在微小的金屬表面上,瞬時(shí)局部壓力可達(dá)幾百個(gè)或幾千個(gè)大氣壓。如此巨大的沖擊力,持續(xù)、長(zhǎng)久的作用在葉輪和泵殼的壁面上,會(huì)引起金屬材料的塑性變形和局部硬化,并產(chǎn)生金屬疲勞現(xiàn)象,變得脆弱,很快會(huì)發(fā)生裂縫、擊破與剝落,以致金屬表面呈蜂窩狀的孔洞。在沖擊壓力的進(jìn)一步作用下,使裂縫相互貫穿,直到葉輪或泵殼蝕壞和斷裂,這就是汽蝕的機(jī)械剝蝕作用。汽蝕過程中的水汽凝結(jié)是一個(gè)放熱過程,汽泡在高壓區(qū)被擠壓破裂的同時(shí),溫度也隨之升高。同時(shí),由于水錘沖擊引起水流和壁面的變形也會(huì)使溫度升高。根據(jù)魏勒(Wheeler.w。H.)的試驗(yàn)表明,汽泡破裂附近的瞬時(shí)局部溫度可達(dá)5∞~8O0℃。在高溫高壓情況下,水流會(huì)產(chǎn)生帶電現(xiàn)象,這是由于金屬表面不同部位因溫度差異而形成熱電偶,產(chǎn)生電位差,從而對(duì)金屬表面發(fā)生電解作用(即電化學(xué)腐蝕),使光滑表面變得粗糙。
    水在汽化的同時(shí),原來溶解在水中的一些活潑氣體(如氧氣),會(huì)因低壓從水中逸出,在高溫高壓條件下,對(duì)金屬表面產(chǎn)生化學(xué)腐蝕作用,進(jìn)⊥步加劇機(jī)械引蝕的損壞。
    汽蝕對(duì)過流部件的破壞,是機(jī)械剝蝕、化學(xué)及電化學(xué)腐蝕共同作用的結(jié)果,它們相伴而生,相互促進(jìn),加快了金屬材料的損壞速度占其中機(jī)械剝蝕是造成材鈄破壞的主要因素。
    水泵汽蝕的危害3.水泵會(huì)產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)
    在汽泡連續(xù)形成和潰滅過程中,因水流質(zhì)點(diǎn)間的撞擊和對(duì)過流部件表面的打擊,泵內(nèi)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的脈沖壓力。因此,水泵發(fā)生汽蝕時(shí),水泵會(huì)產(chǎn)生頻率很高的噪聲和振動(dòng)。振動(dòng)會(huì)使機(jī)組零件和機(jī)座受到破壞。尤其是汽蝕振動(dòng)的頻率與機(jī)綴自振頻率相接近時(shí),會(huì)引發(fā)共振現(xiàn)象,甚至出現(xiàn)嚴(yán)重后果。

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