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離心泵的汽蝕

作者：泵來源：離心泵發布時間：2024-10-10

汽蝕是離心泵裝置中經常出現的一種有害狀況。汽蝕會降低泵的效率，引起振動和噪音，并導致泵的葉輪、泵殼體、軸和其它內部零部件嚴重損壞。當泵中的流體壓力降至汽化壓力以下時，就會發生汽蝕現象，導致低壓區處形成蒸汽氣泡。這些蒸汽泡在進入高壓區時會劇烈坍塌或“內爆”。這可能會導致泵內部的機械損壞，產生易受侵蝕和腐蝕的弱點，并損害泵的性能。
了解和實施減輕汽蝕的策略對于保持離心泵的運行完整性和使用壽命至關重要。

離心泵中的汽蝕類型
要減少或防止離心泵中的汽蝕，了解可能發生的不同類型的汽蝕非常重要。這些類型包括：
1. 汽化汽蝕。也稱為“典型汽蝕”或“可用凈正吸入壓頭不足（NPSHa）汽蝕”，這是常見的汽蝕類型。當流體通過葉輪吸入孔時，離心泵會提高流體的速度。速度的增加相當于流體壓力的降低。壓力降低可能會導致部分流體沸騰（汽化）并形成蒸汽氣泡，當蒸汽氣泡到達高壓區時，會劇烈坍塌，并產生微小的沖擊波。
2. 葉片綜合征汽蝕。也稱為“葉片通過綜合征”，當葉輪直徑過大或泵殼體內部涂層過厚/泵殼體內徑偏小時，就會發生這種類型的汽蝕。這兩種情況中的一種或兩種都會使泵殼體內的空間（間隙）減小到可接受的水平以下。泵殼體內的間隙的減小會導致流體流速增加，從而導致壓力降低。壓力降低可能導致流體汽化，產生汽蝕氣泡。
3. 內部再循環汽蝕。當泵無法以所需流量排出流體時，會導致部分或全部流體在葉輪周圍再循環。再循環的流體通過低壓區和高壓區，從而產生熱量、高速并形成汽化氣泡。造成內部再循環的常見原因是在泵出口閥關閉（或偏小流量 –）時運行泵。
4. 湍流汽蝕。管道系統中的彎頭、閥門、過濾器等部件可能不適合泵送液體的量或性質，這會在整個液體中產生渦流、湍流和壓力差。當這些現象出現在泵的入口處時，會直接侵蝕泵內部或導致液體汽化。
5. 空氣夾帶汽蝕。空氣可能通過失效的閥門或松動的接頭吸入泵內。一旦進入泵內，空氣就會與流體一起流動。流體和空氣的運動可能會形成氣泡，當氣泡暴露在泵葉輪增加的壓力下時，就會“爆炸”。
導致汽蝕的因素
NPSH是防止離心泵汽蝕的關鍵因素。NPSH是實際吸入壓力與流體蒸汽壓力之間的差值，在泵入口處測量。NPSH值必須較高，以防止流體在泵內汽化。
NPSHa是泵工作條件下的實際NPSH。必需凈正吸入壓頭（NPSHr）是泵制造商為避免汽蝕而規定的最小NPSH。NPSHa是吸入管道、泵的安裝和操作細節的函數。NPSHr是泵設計的函數，其值由泵測試確定。NPSHr表示在測試條件下的可用揚程，通常將泵揚程（對于多級泵，為首級葉輪揚程）下降3%作為汽蝕判別的依據。NPSHa 應始終大于 NPSHr，以避免汽蝕。

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