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管道离心泵气蚀的原因剖析

发布时间:2021-03-26 03:42:00来源:www.guiguanbf.com浏览:73次

管道离心泵气蚀的原因剖析

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影响管道离心泵气蚀的要素是规划与运用离心泵所必须考虑的问题,近年来国内外对其进行了很多的研讨。但因为研讨的侧重点不同,且大多都是针对影响离心泵气蚀的某一参数进行的研讨,构成研讨成果较为涣散,且部分观点之间彼此对立。本文归纳国内外很多文献,对离心泵气蚀影响要素的相关研讨结果进行比较、剖析,得呈现在较为全面的影响离心泵气蚀的首要要素。

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卧式管道泵

1、流体物理特性方面的影响

流体物理特性对离心泵气蚀的影响首要包含:所运送流体的纯净度、pH值和电解质浓度、溶解气体量、温度、运动黏度、汽化压力及热力学性质。

(1)纯净度(所含固体颗粒物浓度)的影响 流体中所含固体杂质越多,将导致气蚀核子的数量增多。然后加速气蚀的发生与开展。

(2)pH值和电解质浓度的影响 运送极性介质的离心泵(如一般的水泵)与运送非极性介质的离心泵(运送苯、烷烃等有机物的泵),其气蚀机理是不同的。运送极性介质的离心泵的气蚀损害或许包含机械效果、化学腐蚀(与流体PH值有关)、电化学腐蚀(与流体电解质浓度有关);而运送非极性介质的离心泵的气蚀损害或许只有机械效果。

(3)气体溶解度的影响 国外研讨标明流体内溶解的气体含量对气蚀核子的发生与开展起到促进效果。

(4)气化压力的影响 研讨标明跟着气化压力的增高,气蚀损害先升高后下降。因为跟着气化压力的升高,流体内构成的不安稳气泡核的数量也不断升高,然后引起气泡决裂数量的增多,冲击波强度增大,气蚀率上升。但假如气化压力继续增大,使气泡数添加到必定极限,气泡群构成一种“层间隔”的效果,阻挠了冲击波跋涉,削弱其强度,气蚀的破坏程度反而会逐步下降。

(5)温度的影响 在流体中温度的改动将导致气化压力、气体溶解度、外表张力等其他影响气蚀的物理性质呈现较大改动。由此可见,温度对气蚀的影响机制较为杂乱,需结合实践情况进行判别。

(6)外表张力的影响 当其他要素保持不变,下降流体外表张力能够削减气蚀损害。因为跟着流体外表张力的减小,气泡溃灭所发生冲击波的强度削弱,气蚀速率下降。

(7)液体黏度的影响 流体黏度越大,流速越低,到达高压区的气泡数越少,气泡幻灭所发生冲击波的强度就减小。一起,流体黏度越大,对冲击波削弱也越大。因而,流体的黏度越低,气蚀损害越严重。管道离心泵|管道离心泵厂家|管道离心泵选型|管道离心泵价格|立式管道离心泵|卧式管道离心泵|杭州管道离心泵

(8)液体的可压缩性和密度的影响 跟着流体密度的添加,可压缩性下降,气蚀丢失添加。

2、过流部件原料特性方面的影响

因为泵的气蚀损害首要体现为对过流部件原料的损坏。因而,过流部件的资料功能也将在必定程度上对离心泵的气蚀发生影响,选用抗气蚀功能良好的资料制造过流部件是削减离心泵气蚀影响的有用办法。

(1)资料的硬度 以AISI304原料的叶轮为例,气蚀会构成叶轮资料的加工硬化和相变诱发马氏体钢,这种改变将反过来阻挠资料的进一步气蚀。而加工硬化和相变诱发马氏体钢的抗气蚀性首要依赖于叶轮原料的硬度。

(2)加工硬化与抗疲劳功能 资料加工硬化指数越高,抗疲劳功能越好,则资料抗气蚀功能越好。

(3)晶体结构的影响 在其他条件确认的情况下,抗气蚀率是显微结构的函数。在立方晶系中,因为体心立方晶格的金属具有较高的应变速率敏感性,当应变速率上升时,会引起快速的穿晶脆性断裂和解理断裂,并导致点蚀构成,然后发生较大的磨蚀率。关于密排六方晶格的金属,当接近于抱负的轴比且处于气蚀环境时,六个滑移系全部开动,迅速转变成安稳态FCC,吸收气蚀应力所做的功,使磨蚀率下降。关于面心立方晶格的金属,滑移系较多,在高应力效果下,将发生塑性流变。因而,孕育期长,磨蚀率下降。总之,在气蚀过程中,发生由BCC向HCP或FCC向HCP转变,都将进步抗气蚀性。

(4) 晶粒巨细的影响 叶轮所运用金属资料的晶粒尺度越小,抗气蚀功能越好。因为金属的晶粒尺度越小,细晶使晶界增多,位错滑移受阻,裂纹在扩展中受阻力增大,延长了磨蚀寿数。

3、离心泵结构规划方面的影响  管道离心泵|管道离心泵厂家|管道离心泵选型|管道离心泵价格|立式管道离心泵|卧式管道离心泵|杭州管道离心泵

离心泵结构规划方面对泵气蚀特性起首要影响的能够分为泵体规划和叶轮规划两个方面。研讨标明影响离心泵气蚀功能的直接要素是叶轮进口的部分活动均匀性,因而叶轮结构规划比泵体的规划对离心泵气蚀的影响大,是首要影响要素。

(1)叶轮结构对离心泵气蚀功能的影响

离心泵叶轮结构对泵的气蚀功能有着重要的影响,合理的叶轮结构能够改进泵的气蚀功能。

1)叶片进口厚度。叶片的架空效果使得进口处流体速度添加而发生压力丢失。挑选较小的叶片进口厚度,能够削减叶片对液流的冲击,增大叶片进口处的过流面积,削减叶片的架空,然后下降叶片进口的绝对速度和相对速度,进步泵的抗气蚀功能。

2)叶轮进口流道外表粗糙度。离心泵的叶轮进口流道的外表粗糙度能够分为二类:一类是孤立粗糙突体(如显着的突出流道外表的夹渣或显着的机加工与非加工过渡棱等),另一类是沿整个外表某一部份均匀分布的粗糙突体。研讨标明孤立粗糙突体会在液流中引起额外的冲击和漩涡,因而沿整个外表均匀分布的粗糙突体与相同高度的孤立粗糙突体比较,其气蚀发生的危险性要小得多。由此可见,对粗糙流道的外表,尤其是存在孤立粗糙突体的外表,进行必要的打磨是进步离心泵抗气蚀功能的有用办法。管道离心泵|管道离心泵厂家|管道离心泵选型|管道离心泵价格|立式管道离心泵|卧式管道离心泵|杭州管道离心泵

3)叶片进口喉部面积。叶片进口的喉部面积对离心泵气蚀功能的影响十分之大。假如叶片进口喉部面积较小,即便叶片进口处过流面积与叶轮进口断面面积之比规划的较为合理,但仍旧很或许无法到达抱负的气蚀功能。叶轮叶片进口喉部面积过小,将导致叶片进口液流的绝对速度增大,然后构成离心泵抗气蚀功能下降。

4)叶片数。离心泵叶轮内叶片的数量关于泵的扬程、功率、气蚀功能都有较大影响。固然,选用较少的叶轮叶片数量能削减的冲突面,制造简略,可是它对流体的导向效果却变差了;而选用较多的叶片数能够削减叶片负荷,改进初生气蚀特性,可是叶片数过多会构成架空程度的添加,并使相邻叶片之间的宽度减小,然后简单构成汽泡群堵塞流道,致使机泵气蚀功能变差。因而,在挑选叶轮叶片数时,一方面要尽量削减叶片的架空与冲突面,另一方面又要使叶道有满足的长度,以确保液流的安稳性和叶片对液体的充沛效果。现在,关于叶片数的取值并没有一个确认的、公认的规矩。但很多的研讨标明,针对具体的离心泵规划,使用CFD流场数值模拟的方法能够有用的确认叶轮叶片数的最佳范围。

(2)叶轮吸进口参数对离心泵气蚀功能的影响

叶轮吸进口参数即决定叶轮叶片进口面积的相关结构参数,其包含:叶片进口冲角、叶轮进口直径、叶片进口流道宽度以及轮毂直径。

1)叶片进口冲角Δβ一般取正冲角(3°~10°)。因为选用正冲角,增大了叶片进口角,然后能够有用减小叶片的曲折,增大叶片进口过流面积,减小叶片的架空。这些要素都将减小v0和ω0,进步泵的抗气蚀功能。并且离心泵的流量添加时,进口相对液流角增大,选用正冲角能够避免泵在大流量下运转时呈现负冲角,构成λ2急剧上升(如下图所示)。很多研讨标明增大叶片进口角,保持正冲角,能进步泵的抗气蚀功能,并且对功率影响不大。但冲角的挑选对离心泵的抗气蚀功能则存在一个最优值,并不是冲角越大越好,应结合实践情况进行剖析、挑选。

2)叶轮进口直径。在流量恒定的情况下,叶轮进口处液流的绝对速度和相对速度都是吸入管径的函数。因而,关于进步离心泵的抗气蚀特性,叶轮进口直径存在一个最佳值。当叶轮进口直径小于此最佳值时,跟着叶轮直径的增大,进口处的流速减小,离心泵气蚀功能不断进步。但当叶轮直径的取值超过最佳值之后,关于给定流量来说,跟着进口直径的增大,在叶轮进口部分将构成停滞区和反向流,使离心泵气蚀功能逐步恶化。

3)叶片进口流道宽度。在离心泵的工况不变的情况下,增大叶片进口处流道的宽度会使液流绝对速度的轴面分速度减小,然后改进离心泵的气蚀特性,并且对离心泵的水力功率和容积功率影响较小。

4)轮毂直径。减小叶轮的轮毂直径会增大叶轮流道的实践进口面积,然后使离心泵的气蚀功能得到改进。

5)叶轮前盖板的曲率半径。流体在流经离心泵吸进口至叶轮进口处时,因为流道缩短,流体流速添加,然后发生必定的压力丢失。一起,因为在此过程中流体活动的方向由轴向变为径向,因转弯处流场不均匀也会发生一部分压力丢失。可见叶轮前盖板曲率半径的巨细直接影响着压力丢失的巨细,从而影响着离心泵的气蚀特性。选用较大的曲率半径可削弱前盖处液流转弯处流速的改变,使流速均匀平稳,改进离心泵气蚀功能。管道离心泵|管道离心泵厂家|管道离心泵选型|管道离心泵价格|立式管道离心泵|卧式管道离心泵|杭州管道离心泵

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