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汽蝕現象的具體表征及深層原因剖析

汽蝕現象的具體表征及深層原因剖析
2020.08.29
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作者:長沙水泵廠
  我公司發現,在水泵產生氣蝕過程的時候,水流中一般都含有氣泡,這不但破壞了水流的正常流動規律,還改變了流道內的過流面積和流動方向,因此葉輪與水流之間能量交換的穩定性遭到破壞,能量損失增加,引起了水泵的流量、揚程和效率的迅速下降,嚴重者更是可能達到斷流狀態。...

  我公司發現,在水泵產生氣蝕過程的時候,水流中一般都含有氣泡,這不但破壞了水流的正常流動規律,還改變了流道內的過流面積和流動方向,因此葉輪與水流之間能量交換的穩定性遭到破壞,能量損失增加,引起了水泵的流量、揚程和效率的迅速下降,嚴重者更是可能達到斷流狀態。這種工作性能的變化,對于不同比轉數下的設備,其效果是不同的。低比轉數的離心泵葉槽狹長,寬度較小,就很容易被氣泡阻塞,在出現氣蝕后,Q-H、Q-^曲線迅速降落。對中、高比轉速的離心泵和混流泵,由于葉輪槽道較寬,不易被氣泡阻塞,所以Q-H、Q-7曲線先是逐漸的下降,氣蝕嚴重時才開始急劇下降。對高比轉數的軸流泵,由于葉片之間流道相當寬闊,故氣蝕區不易擴展到整個葉槽,因此Q-H、Qj曲線下降緩慢。

  氣泡潰滅時,水流因慣性和壓力不均衡而高速沖向氣泡中心,產生強烈的沖擊水錘,其壓強可達(3.3~570)X107Pa,沖擊的頻率達2~3萬次/s,這樣大的壓強頻繁作用于微小的過流部件上,|引起金屬表面局部塑性變形與硬化變脆,產生疲勞現象,金屬表面開始呈蜂窩狀,隨之應力更加集中,葉片出現裂縫和剝落。這就是氣蝕的機械剝蝕作用。

  在低壓區生成氣泡的過程中,溶解于水中的氣體也從水中析出,所以氣泡實際是水和空氣的混合體。活潑氣體(如氧氣)借助氣泡凝結時所產生的高溫,對金屬表面產生化學腐蝕作用。

  在高溫高壓下,水流會產生帶電現象。過流部件的不同部位,因氣蝕產生溫度差異,形成溫差熱電耦,導致金屬表面的電解作用(即電化學腐蝕)。

  另外,當水中泥沙含量較高時,由于泥沙的磨蝕,破壞了水泵過流部件的表層,發生氣蝕時,加快了過流部件的蝕壞程度。

  在氣泡凝結潰滅時,產生壓力瞬時升高和水流質點間的撞擊以及對過流部件的打擊,使水泵產生噪聲和振動現象。

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