水泵气蚀现象产生的原因

1、入口压力小于流体输送温度下的饱和蒸气压。

2、泵吸入真空度大于允许吸入真空度。

3、离心泵安装高度提高，导致泵内压力降低。

汽蚀现象。主要发生在叶轮外缘叶片及盖板，涡壳或导轮处，不会发生在叶片进口处。汽蚀导致水泵性能变坏、装置运行不稳定、金属表面材料疲劳剥蚀、噪音和振动加剧等不良后果。因此，在设计和运行管理中要分析、研究和监测水泵汽蚀，及时采取有效的防护措施。

扩展资料

为防止或减轻水泵汽蚀，应从规划设计、水泵选型、制造工艺、材质和运行管理等方面采取措施：

1、正确选定水泵安装高程。

2、正确设计进水池和进水管道或流道。避免池内出现漩涡和偏流，保证进水喇叭口有足够的淹没深度。对于卧式离心泵，叶轮进口前应有不小于4～5倍泵进口直径的直管长度，以使叶轮进口流态较为均匀。

3、及时清淤，避免拦污栅堵塞，以减小吸水管或进水流道的水力损失，提高装置的有效汽蚀余量。避免使用进水管道的闸阀进行水泵工作点的调节，以免造成水泵进口压力减小，流态紊乱，引起水泵汽蚀。

4、正确进行调度，保证水泵在允许汽蚀余量范围内运行。

5、采取措施减小水源的含沙量，避免过流部件被泥沙磨损而使水泵汽蚀性能恶化。

6、注意观测和检査水泵汽蚀部位，如果水泵过流部件已经岀现破坏，应及时进行修补。

7、提高水泵制造工艺，使过流部件表面光洁。

8、其他措施，如向泵内补气、增加诱导轮和采用抗汽蚀材料制造叶轮及泵壳等。

参考资料来源：百度百科-水泵汽蚀

参考资料来源：百度百科-汽蚀现象

当泵的入口压力低于该温度下的饱和蒸汽压力时，液体就汽化，同时还有可能有溶解在液体内的气体从液体中逸出，形成大量的小汽泡，这些小汽泡随液体流到叶轮的流道内，叶轮旋转时产生的压力大于饱和蒸汽压时，这些小汽泡重新凝结、馈灭，形成一个空穴。这时周围的液体以极高的速度向这个空穴冲来，液体的质点互相撞击形成局部水利冲击，使局部压力可达数百个大气压。汽泡越大，其凝结馈灭时产生局部水击越大，这种水力冲击的速度很快，频率可达2500次/s，在叶轮表面发生猛烈的撞击，产生机械腐蚀。上述这种液体的汽化、凝结、冲击和对金属剥蚀的综合现象就称为汽蚀。

汽蚀危害

汽泡馈灭时，液体质点互相撞击，会产生噪音，汽蚀严重时会产生振动，流量、扬程、效率会明显下降，甚至会出现“抽空”现象，同时叶轮会因汽蚀剥蚀减薄，甚至叶片和盖板被穿透。

发生汽蚀的基本条件

发生汽蚀的基本条件是叶片入口的最低液流压力低于该温度下液体的饱和蒸汽压力。

有效汽蚀余量是指介质自吸入罐经吸入管道到达泵入口后，所富余的高出汽化压力的那部分能头，这个富余能头习惯上称为有效汽蚀余量，用符号Δha表示。它的数值大小与吸入管路优劣有关，与泵本身无关。当NPSHa数值大时，表示吸入管路设计合理，其值愈大愈好，要强调的是上述都是指泵在输送液体为水且又在常温时。当输送液体为烃时，其汽化压力和烃的化学结构有关，要进行必要的修正。当非常温时，就是输水也要进行饱和蒸汽压的修正。在高原地区因大气压低，也要进行必要的修正。 有效汽蚀余量数值的大小与泵吸入罐的压力、温度、吸入管道的几何安装高度、介质的性质等操作条件有关，与泵本身的结构尺寸无关，因此有效汽蚀余量又称为泵装置的有效汽蚀余量。泵的必需汽蚀余量表示介质从泵入口到叶轮内最低压力点处的全部能量损失，用Δhr 表示。这个值越小，泵越不容易发生汽蚀。

离心泵的有效汽蚀余量与必需汽蚀余量关系的关系

离心泵入口处的富余能量Δha若能克服这个能量损失Δhr还有剩余，即Δha＞Δhr，则表示介质流到叶轮最低压力点时，其压力还可高于介质的饱和蒸汽压力而不至于汽化，所以就不会发生汽蚀，反之Δha＜Δhr，介质就汽化，泵就会发生汽蚀。

高温锅炉给水泵对泵体结构、抗压性、稳固性要求比较高，良好的流道设计和叶轮的设计能够最大程度上减少气蚀对锅炉泵的损害，这也是对水泵行业提出的有一个新的考题。

高温锅炉给水泵汽蚀或汽蚀过程就是流动的液体产生气泡并随后发生破裂的过程。当流体的绝对速度增加，由于流体的静压力下降，对于一定温度下流体的某些特定质点来说，虽无热量自外部输入，但它们已达到了汽化压力，使得质点汽化，并产生汽泡。沿着流道，如果流体的静压力随之再次升高，大于汽化压力，汽泡就会迅速破裂，产生巨大的属于内向爆炸性质的冷凝冲击。若汽泡破裂不是发生在流动液体时，而是发生在导流组件的壁面处，则汽蚀会导致壁面材料受到浸蚀。

当高温锅炉给水泵在汽蚀状况下操作时，即使没有发生壁面材料的浸蚀，也会发现此时高温锅炉给水泵的噪声增大，振动加剧，效率下降，以及扬程降低。

装置汽蚀余量：又称为有效的汽蚀余量。装置汽蚀余量是由于吸入装置提供的，在高温锅炉给水泵进口处单位重量液体具有超过汽化压和水头的富余能量。国外称此为有效的净正吸头，即泵进口处(位置水头为零)液体具有全水头减去汽化压和水头净剩的值，用NPSHa表示。它的大小与装置参数跟液体性质有关。因为吸入装置的水力损失和流量的平方成正比，所以NPSHa随流量增加而减小。NPSHa-Q是下降的曲线。

多级高温锅炉给水泵汽蚀余量与装置参数无关，只与泵进口部分的运动参数有关。运动参数在一定转速和流量下是由几何参数决定的。这就是说NPSHr是由泵本身(吸水室和叶轮进口部分的几何参数)决定的。对既定的泵，不论何种液体(除粘性很大。影响速度分布外)，在一定转速和流量下流过泵进口，因速度大小相同故均有相同的压力降，NPSHr相同。所以NPSHr和液体的性质无关(不考虑热力学因素)。NPSHr越小，表示压力越小，要求装置必须提供的NPSHa小，因而泵的抗汽蚀性能越好。

高温锅炉给水泵汽蚀余量(NPSHr)和泵内流动情况有关，是由高温锅炉给水泵本身决定的平衡泵进口部分的压力降，也就是为了保证泵不发生汽蚀，要求在泵进口处单位重量液体具有超过汽化压力水头的富余能量。国外称此为必需的净正吸头。泵汽蚀余量的物理意义表示液体在泵进口部分压力下降的程度。所谓必需的净正吸头，是指要求吸入装置必须提供这么大的净正吸头，方能补偿压力下降，保证泵不发生汽蚀。

首先，先了解什么是气蚀：气蚀又称空蚀、穴蚀，是流体在高速流动和压力变化条件下，与流体接触的金属表面上发生洞穴状腐蚀破坏的现象。常发生在如离心泵叶片叶端的高速减压区。流体在此处形成空泡，空泡在高压区被压破并产生冲击压力。这个冲击压力会破坏金属表面上的氧化保护膜，而使腐蚀速度加快。空蚀的特征是先在金属表面形成许多细小的麻点，然后逐渐扩大成为孔穴。

其次，一般气蚀形成的原因是：由于离心泵的吸入口流体压力会下降，当液体的压力低于对应温度下的饱和蒸气压时，将形成气泡。另外，溶解在液体中的其他气体也可能析出而形成气泡。随后，当气泡流动到液体压力超过饱和压力的地方时，气泡便会溃灭。在溃灭瞬时会产生冲击力。固体表面经受这种冲击力的多次反复作用，材料腐蚀加速，使表面出现小凹坑。

第三：离心泵很难在长期运行过程中彻底消除空蚀。减少空蚀的有效措施是尽可能防止气泡的产生。首先应使与液体接触的表面具有很好的流线型，避免在局部地方出现涡流，因为涡流区压力低，容易产生气泡。此外，应当减少液体中溶解的气体含量和液体流动中的扰动，也可以限制气泡的形成。

由于连续的局部冲击，会使材料的表面逐渐疲劳损坏，引起金属表面的剥蚀，进而出现大小蜂窝状蚀洞，除了冲击引起金属部件损坏外，还会产生化学腐蚀现象，氧化设备。汽蚀过程是不稳定的，会使水泵发生振动和产生噪声，同时汽泡还会堵塞叶轮槽道，致使扬程、流量降低，效率下降。

H

g

↑,

pK↓

，当

pK

↓

至等于操作温度下被输送液体的饱和蒸汽压

pv

时（即

PK

=

pv

），液体将发生沸腾部分汽化，所生成的大量蒸汽压泡在随液体从叶轮进口向叶轮外围流动时，又因压强升高，气泡立即凝聚，气泡的消失产生局部真空，周围的液体以极大的速度冲向气泡原来所在的空间，在冲击点处产生

很高的局部压强（高达几百个大气压），冲击频率高达每秒几万次之多。尤其当气泡的凝结发生在叶轮表面时众多的液体质点如细小的高

频水锤撞击着叶片，另外气泡中可能带有氧气等对金属材料发生化学

腐蚀作用。泵在这种状态下长期运转，将导致叶片过早损坏。这种现

象称为泵的汽蚀现象。汽蚀现象发生时，泵体振动，发出噪音，泵

的

qv

↓,

H

e

↓,η

，严重时甚至吸不上液体。汽蚀现象是有害的，必须加以避免。从上面的分析可知，泵的安装高度

H不能太高，以保证叶轮中各

处压强高于被输送液体的饱和蒸汽压

pv。