(-)泵內(nèi)汽蝕的過(guò)程
泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),流道里液體的速度和壓力都是變化的,當(dāng)流道中局部區(qū)域(通常是葉輪進(jìn)口邊稍后的某處)液體的絕對(duì)壓力降低到當(dāng)時(shí)溫度下的汽化壓力時(shí),液體便在該處發(fā)生汽化,形成許多汽泡。汽泡隨液體向前流動(dòng)至壓力大于汽化壓力的區(qū)域時(shí),汽泡內(nèi)外產(chǎn)生壓差,汽泡急劇地縮小以至凝結(jié),凝結(jié)過(guò)程中,液體質(zhì)點(diǎn)高速填充空穴,液體質(zhì)點(diǎn)就像無(wú)數(shù)小彈頭一樣,連續(xù)打擊在金屬表面上,在壓力很高(局部壓力高達(dá)50MPa),頻率很高的連續(xù)打擊下,金屬表面逐漸因疲勞而破壞。另外,在所產(chǎn)生的汽泡中還夾雜一些活潑的氣體(氧),借助汽泡凝結(jié)時(shí)所放出的熱量(局部溫度高達(dá)200~300℃)對(duì)金屬起化學(xué)腐蝕作用。在這種機(jī)械剝蝕和化學(xué)腐蝕的共同作用下,使泵過(guò)流部件受到破壞的過(guò)程就是泵內(nèi)的汽蝕過(guò)程。
(二)泵產(chǎn)生汽蝕的現(xiàn)象
1. 產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲
泵汽蝕時(shí),汽泡在高壓區(qū)內(nèi)連續(xù)不斷發(fā)生突然潰滅,并伴隨著強(qiáng)烈的水擊,這時(shí)會(huì)產(chǎn)生頻率為600~25000Hz的噪音,泵內(nèi)可聽(tīng)到“劈劈”、“啪啪”的爆炸聲,同時(shí)機(jī)組產(chǎn)生振動(dòng),機(jī)組的振動(dòng)又將促使更多的空泡發(fā)生潰滅,兩者相互激勵(lì),當(dāng)頻率接近于裝置的固有頻率時(shí),機(jī)組將發(fā)生強(qiáng)烈的共振,稱(chēng)為汽蝕共振,這時(shí),機(jī)組不應(yīng)工作。
2. 過(guò)流部件的汽蝕破壞
泵長(zhǎng)時(shí)間在汽蝕條件下工作時(shí),在連續(xù)強(qiáng)烈的高頻(600~25000Hz)沖擊下(壓力達(dá)50MPa),金屬表面出現(xiàn)麻點(diǎn),嚴(yán)重時(shí)金屬晶粒松動(dòng)并脫落,呈現(xiàn)出蜂窩狀、海綿狀、溝槽狀、魚(yú)鱗狀甚至穿孔、斷裂。
實(shí)踐證明,汽蝕破壞的部位,正是汽泡消失之處,所以常常在葉輪出口和壓水室進(jìn)口部位發(fā)現(xiàn)破壞痕跡。軸流泵和斜流泵,通常在葉片背面和外周出現(xiàn)破壞(葉片與葉輪室接觸的地方,即間隙汽蝕)。
3. 性能下降
泵剛發(fā)生汽蝕時(shí),對(duì)泵性能影響不大,待汽蝕發(fā)展到一定程度,由于葉輪和液體的能量交換受到干擾和破壞,大量的汽泡“堵塞”流道,泵的流量、揚(yáng)程、效率 、軸功率曲線就會(huì)顯著下降。低比轉(zhuǎn)數(shù)泵的特性急速下降;高比轉(zhuǎn)數(shù)泵的特性下降較為緩慢,只是到了某一個(gè)流量后,性能才急劇下降;軸流泵無(wú)顯著下降階段,多級(jí)泵汽蝕只限于第一級(jí),因而性能下降較單級(jí)泵為小。
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