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博禹离心水泵汽蚀现象的解决方法
    水泵汽蚀现象,水泵汽蚀的解决办法,离心泵汽蚀解决办法 水泵的类型原理一、水泵的定义：通常把提升液体、输送液体或使液体增加压力,即把原动机的机械能变为液体能量从而达到抽送液体目的的机器统称为泵。二、水泵的工作原理：1容积式泵_利用工作腔容积周期变化来输送液体。2、叶片泵_利用叶片和液体相互作用来输送液体。三、水泵的具体用途：水泵的不同用途、不同的输送液体介质、不同流量、扬程的范围，泵的结构型式当然也不一样，材料也不同，概括起来，大致可以分为：1、城市供水2、污水系统3、土木、建筑系统4、农业水利系统5、电站系统6、化工系统7、石油工业系统8、矿山冶金系统9、轻工业系统10、船舶系统二水泵汽蚀现象 液体在一定温度下，降低压力至该温度下的汽化压力时，液体便产生汽泡。把这种产生气泡的现象称为汽蚀。汽蚀时产生的气泡，流动到高压处时，其体积减小以致破灭。这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。
水泵在运转中，若其过流部分的局部区域（通常是叶轮叶片进口稍后的某处）因为某种原因，抽送液体的绝对压力降低到当时温度下的液体汽化压力时，液体便在该处开始汽化，产生大量蒸汽，形成气泡，当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时，气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。在气泡凝结破裂的同时，液体质点以很高的速度填充空穴，在此瞬间产生很强烈的水击作用，并以很高的冲击频率打击金属表面冲击应力可达几百至几千个大气压，冲击频率可达每秒几万次，严重时会将壁厚击穿。　　在水泵中产生气泡和气泡破裂使过流部件遭受到破坏的过程就是水泵中的汽蚀过程。水泵产生汽蚀后除了对过流部件会产生破坏作用以外，还会产生噪声和振动，并导致泵的性能下降，严重时会使泵中液体中断，不能正常工作。三水泵汽蚀基本关系式 水泵发生汽蚀的条件是由泵本身和吸入装置两方面决定的。因此，研究汽蚀发生的条件，应从水泵本身和吸入装置双方来考虑，水泵汽蚀的基本关系式为NPSHc&NPSHr&[NPSH]&NPSHaNPSHa=NPSHrNPSHc&&水泵开始汽蚀NPSHaNPSHa&NPSHrNPSHc&&水泵无汽蚀式中NPSHa&&装置汽蚀余量又叫有效汽蚀余量，越大越不易汽蚀；NPSHr&&水泵汽蚀余量，又叫必需的汽蚀余量或泵进口动压降，越小抗汽蚀性能越好；NPSHc&&临界汽蚀余量，是指对应泵性能下降一定值的汽蚀余量；[NPSH]&&许用汽蚀余量，是确定泵使用条件用的汽蚀余量，通常取[NPSH]=（1.1～1.5）NPSHc。 四防止水泵汽蚀措施欲防止发生汽蚀必须提高NPSHa，使NPSHa&NPSHr可防止发生汽蚀的措施如下：1．减小几何吸上高度hg（或增加几何倒灌高度）；2．减小吸入损失hc，为此可以设法增加管径，尽量减小管路长度，弯头和附件等3．防止长时间在大流量下运行；4．在同样转速和流量下，采用双吸泵，因减小进口流速、泵不易发生汽蚀；5．水泵发生汽蚀时，应把流量调小或降速运行；6．水泵吸水池的情况对泵汽蚀有重要影响；7．对于在苛刻条件下运行的泵，为避免汽蚀破坏，可使用耐汽蚀材料 五水泵的选型设计院在设计装置时，要确定水泵的用途和性能并选择崩型。这种选择首先得从选择泵的种类和形式开始，那么以什么原则来选泵呢？依据又是什么？一、水泵选型原则1、使所选水泵的型式和性能符合装置流量、扬程、压力、温度、汽蚀流量、吸程等工艺参数的要求。2、必须满足介质特性的要求。对输送易燃、易爆有毒或贵重介质的泵，要求轴封可靠或采用无泄漏泵，如磁力泵、隔膜泵、屏蔽泵对输送腐蚀性介质的泵，要求对流部件采用耐腐蚀性材料，如AFB型不锈钢离心泵，CQB-F型氟塑料磁力泵。对输送含固体颗粒介质的泵，要求对流部件采用耐磨材料，必要时轴封用采用清洁液体冲洗。3、机械方面可靠性高、噪声低、振动小。4、经济上要综合考虑到设备费、运转费、维修费和管理费的总成本最低。5、离心泵具有转速高、体积小、重量轻、效率高、流量大、结构简单、输液无脉动、性能平稳、容易操作和维修方便等特点。因此除以下情况外，应尽可能选用离心泵：有计量要求时，选用计量泵扬程要求很高，流量很小且无合适小流量高扬程离心泵可选用时，可选用往复泵，如汽蚀要求不高时也可选用旋涡泵.扬程很低,流量很大时,可选用轴流泵和混流泵。介质粘度较大（大于650~1000mm2/s）时，可考虑选用转子泵或往复泵（齿轮泵、单螺杆泵）介质含气量75，流量较小且粘度小于37.4mm2/s时，可选用旋涡泵。对启动频繁或灌泵不便的场合，应选用具有自吸性能的泵，如自吸式离心泵、自吸式旋涡泵、气动（电动）隔膜泵。 六水泵选型一般程序 1、根据装置的布置、地形条件、水位条件、运转条件、经济方案比较等多方面因素2、考虑选择卧式离心泵、立式离心泵和其它型式（管道离心泵、直角式离心泵、变角式离心泵、转角式离心泵、平行式离心泵、垂直式离心泵、直立式排污泵、潜水式排污泵、便拆式排污泵、液下式排污泵、无堵塞式排污泵、自吸式排污泵、齿轮式输油泵、充油式潜水泵、）。卧式泵拆卸装配方便，3、易管理、但体积大，4、价格较贵，5、需很大占地面积；立式泵，6、很多情况下叶轮淹没在水中，7、任何时候可以启动，8、便于自动盍或远程控制，9、并且紧凑，10、安装面积小，11、价格较便宜。3、根据液体介质性质，确定清水泵，热水泵还油泵、化工泵或耐腐蚀泵或杂质泵，或者采用无堵塞排污泵。安装在爆炸区域的泵，应根据爆炸区域等级，采用防爆电动机。4、振动量分为：气动、电动（电动分为220v电压和380v电压）.5、根据流量大小，选单吸泵还是双吸泵：根据扬程高低，选单吸泵还是多吸泵，高转速泵还是低转速泵（空调泵）、多级泵效率比单级泵低，当选单级泵和多级泵同样都能用时，宜选用单级泵。6、确定泵的具体型号，采用什么系列的泵选用后，就可按最大流量，放大5&&10余量后的扬程这两个性能主要参数，在型谱图或系列特性曲线上确定具体型号。利用泵特性曲线，在横坐标上找到所需流量值，在纵坐标上找到所需扬程值，从两值分别向上和向右引垂线或水平线，两线交点正好落在特性曲线上，则该泵就是要选的泵，但是这种理想情况一般不会很少，通常会碰上下列几种情况：A、第一种：交点在特性曲线上方，这说明流量满足要求，但扬程不够，此时，若扬程相差不多，或相差5左右，仍可选用，若扬程相差很多，则选扬程较大的泵。或设法减小管路阻力损失。B、第二种：交点在特性曲线下方，在泵特性曲线扇状梯形范围内，就初步定下此型号，然后根据扬程相差多少，来决定是否切割叶轮直径，若扬程相差很小，就不切割，若扬程相差很大，就按所需Q、H、，根据其ns和切割公式，切割叶轮直径，若交点不落在扇状梯形范围内，应选扬程较小的泵。选泵时，有时须考虑生产工艺要求，选用不同形状Q-H特性曲线。A、如：要将液位输送到必须维持一定液面高度的容器中去，B、此时变希C、望量有较大的变化，而D、扬程变化很小，E、为次应选用平坦H-O曲线的泵。F、有如：把石油送到管式加热炉中去，G、若工作中流量变化小，H、则炉管中易产生结焦现象。要避免这种情况。 其它水泵技术文章水泵大类产品：排污泵，污水泵，潜水泵，管道泵，离心泵，磁力泵，隔膜泵，螺杆泵，自吸泵, 液下泵，油泵，化工泵，耐腐蚀泵，高温泵，泥浆泵，真空泵，漩涡泵，控制柜，消防泵，增压泵,耐高温水泵，热水泵,计量泵,阀门，深井泵同类离心泵产品：立式循环泵,防爆离心泵,自吸式离心泵,管道离心泵,热水泵,管道增压泵,卧式热水泵,单级单吸离心泵,屏蔽泵,卧式屏蔽泵,小型离心泵,便拆式离心泵,卧式离心泵,多级离心泵,立式双吸泵,卧式双吸泵，空调水循环泵,冷冻水循环泵，无密封管道泵,无密封离心泵,无密封泵，大流量离心泵,大流量管道泵,防爆离心泵,小流量高扬程离心泵,低噪音水泵,小型卧式离心泵,增压泵,立式循环泵文章关键词：水泵汽蚀现象,水泵汽蚀的解决办法,离心泵汽蚀解决办法
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述 为了防止汽蚀引起扬程下降而丧失给水功能，通常将3%或1%扬程下降点作为水泵的必须汽蚀余量(NPSHr)来设计水泵的管道系统。但是，根据日本透平机械协会所做的调查，从年，在所谓的“安全区域”(即有效汽蚀余量NPSHaNPSHr)条件下运行的水泵系统中出现了45起因汽蚀引起水泵材料破损而影响系统工作的重大事故。据调查发现，损伤的水泵NPSHa/NPSHr在3倍以内占75%，设计点流量(Qd)和小流量(0.6Qd)附近损伤较多。而国内，这方面的统计资料较少。因此，国际国内都急需弄清汽蚀对水泵材料损伤的机理和损伤发生的预估，以指导水泵的改进和确保水泵系统的安全。 有关汽蚀损伤方面国外已有一些研究，如利用噪声法和测试泵壳振动加速度来预估汽蚀发生和发展对材料损伤的研究[1,2]；通过水泵叶轮汽蚀剥蚀来研究不同流量、进口压力与汽蚀损伤位置、形态、面积的关系，用高速摄影来观察汽泡的形态，研究其与汽蚀损伤的关系，...&
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离心泵的汽蚀 由于离心泵叶轮进口处液体局部压力降低而导致其内生成汽泡。汽泡在液体流动过程中,会因为压力的回升而产生凝结和破灭,同时还会引起对过流流道边壁和液体内部的物理作用和化学作用,这种现象称为汽蚀。汽蚀现象对泵的内部特性和外部特性将产生明显的影响。在内部特性上,由于汽泡的产生会占据一定的过流断面面积,从而破坏了被输送液体在其内的正常流动,轻者会造成离心泵扬程和效率的下降,重者会导致液体脱流并使离心泵工况中断。在外部特性上,汽泡的凝结和破灭会造成液流压力的大幅度脉动,同时会对过流流道的边壁产生剧烈冲击,造成材料冲蚀、损伤或剥落。与此同时,还会产生异常的流体噪声和运行振动。因此,提高离心泵的汽蚀性能,是设计离心泵过流零件时的一项十分重要的内容。 由于离心泵的汽蚀性能会受到多种因素的影响,因此在进行离心泵设计时,除了应该准确地计算泵的汽蚀性能以保证在其工作范围内不产生汽蚀现象之外,还可以采用一些相应的结构措施和工艺措施来保证和提高...&
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离心泵叶轮出口盖板形状传统上都是圆弧形的,具体形状如图1a所示.出厂试验过程中,若离心泵产品性能偏高,可通过切割叶轮外径降低离心泵性能参数,以满足规定要求,叶轮盖板的圆弧形状是不变的;若性能偏低或性能曲线存在驼峰,简单的叶轮外径切割则无效.离心泵性能曲线是液体在泵内运动规律的外部表现形式,曲线形状与过流部件形状有关.笔者在研究中发现,将盖板的形状由圆弧形改为直线形,见图1b,对泵的性能曲线形状及流量、扬程具有重要的影响[1].利用CFD数值模拟,结合样机试验验证,对叶轮出口盖板的形状进行研究.图1两种形状的叶轮盖板示意图F ig.1 Types of impeller shroud1理论分析假设叶片无穷多,当液体无旋地进入叶轮时,根据动量矩定理和叶轮出口速度三角形,推导可得离心泵基本方程Ht∞=u22g-u2gcot2βS2Q式中u2为叶轮出口圆周速度;2β为叶轮叶片出口安放角;S2为叶轮有效出口面积;Q为泵的实际流量.考虑到过...&
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1引宫 关于如何减少或消除低比速离心泵扬程曲线驼峰的研究,国内外已有大量摧道一,,但各文献均仅研究了叶轮或浆体的某些九何参数对驼峰的影响。三本文旨在综述和总结目前国内外各种减少或消除驼峰的方法和措施,使读者能对此有较全面的了解,并在实际工作币运用各种方法,获得稳定的扬程特性。2驼峰的概念 首先,扬程曲线的形状与终转速有关。’比转速越高,扬程曲线下降得越快,故轴流泵和混流泵的扬程曲线总是稳定的犷而离心泵的扬程曲线则不一定。有驼峰的扬程曲线是指,扬程由关死点H。上开至峰值H。二时的才点,然后再下降;如图f所示,一‘般姿求H二.:/H。《1 .DZ。3叶轮几何参数和形状对驼峰的影响泵的欧拉扬程为:H.=生渔二生竺丝 g 移,l‘_=一【u,九。 g、--_扁一一全一一八_ 叮,‘D:bZ砂2 tg刀:/移1公.1 g(1)式中uJ、uZ—叶轮叶片进、出口圆周速度 。“,、。。:—进出口绝对速度的圆周分量 g—重力加速度 h。—stod...&
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HGK60-10型离心泵是单级悬臂式离心泵，水力实验后发现实验结果同额定参数有较大偏差，而且运行时伴随较严重的振动和噪声，该泵额定扬程为30米，但测量值仅为26米，由振动、噪声以及扬程下降的特征可以初步断定该泵性能差的主要原因是由于汽蚀造成。汽蚀的产生原因较多，其中一个主要原因就是由于叶片内部复杂的湍流引起的，近年来，随着计算流体力学(CFD)的发展，从研究离心泵流体流动机理出发，采用数值仿真方法研究离心泵内部流动，利用数值仿真结果来指导泵的设计已经成为可能。本文应用商业CFD软件FLUENT研究该离心泵的内部流动以改进其性能，主要作了以下几方面工作：综述了计算流体力学的概念、研究内容和优势，详细介绍了计算流体力学的基本理论和方法以及所用的几何三维建模方法；利用有关理论着重研究了该离心泵叶轮流道形状对汽蚀性能的影响，利用流场数值分析的方法，分析了原有泵叶轮的内部流动，得到了大量的三维湍流场的分析结果，包括静压分布图、总压分布图、...&
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1概述随着水泵的小型、高速化、安全运行工况范围的扩大 ,各界迫切需要解决水泵气蚀引起的材料损伤、系统振动、性能下降等问题。其中对机械有致命影响的损伤是最为重大的问题 ,如何正确、定量地预估空泡引起的损伤、发展过程是极为迫切的。另外当水泵在含砂水中运行时汽蚀还会加剧泥砂对材料的磨损 ,造成磨蚀 [1]。由于泵内空泡形态因运行条件、叶轮几何形状、发生部位而异 ,对材料的危害程度也不同。虽然近些年许多学者在水泵的汽蚀损伤机理等方面开展了广泛的研究[2～5],但目前仍然无法对空泡的产生和发展、汽蚀损伤进行准确的数值模拟 ,对水泵内引起汽蚀损伤的空泡形态 ,尤其在偏离设计工况状态下也还没有完全弄清。2试验装置和方法图1是开式水泵汽蚀实验台。通过调节进口阀的开度来改变进口压力。水泵转速和轴功率由扭矩仪测量。流量由涡轮流量计测量。本实验利用高精度压力传感器、直流信号放大器、A/D转换板和微机组成的数据采集系统来测量水泵进出口压力。测试时水泵转...&
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