化工泵内流道中,当某处液体的压强下降到等于或低于当时液温下相应的汽化压强时就会出现气泡。气泡中主要是蒸汽,但由于水中溶解有一定量的气体,所以气泡中除了蒸汽外,还夹有少量气体。这种气泡随着水流流到高压区时,蒸汽就重新凝结成水,气泡逐渐变形而破裂。气泡在壁面附近破裂时,产生很大的冲击力,可以达到几百大气压,甚至几千大气压,使管道的材料遭受破坏。气泡形成、增长,直到崩溃破裂以至造成材料侵蚀的过程称为气蚀。
一.为研究方便,根据观测到的气泡形态,把气蚀分为以下四种:
1.移动气蚀。是指由于单个瞬间气泡或小的空穴所形成的气蚀。这些气泡在液体中形成,并随液体流动而增长、收缩,以至崩溃。气泡量多时,即呈云雾状。
2.固定气蚀。是指附着在绕流体固定边界上的气穴所形成的气蚀。固定气蚀的气穴与液体有光滑的分界面,分界面上往往可观察到小的移动气泡。
3.旋涡气蚀。是指在旋涡中心产生的气泡,旋涡中心处的速度大、压力低,易使液体汽化产生气泡。旋涡气蚀可以是移动型的,也可以是固定型的。轴流泵叶片端部会产生这种气蚀。
4.振动气蚀。是指液体中因连续高振幅、高频率的压力波所形成的气蚀。
固壁振动时,在液体中产生压力脉动,振动达到一定强度后,将使液体压强下降到引起振动气蚀。此时在液体和固壁交界处将产生气泡。内燃机的气缸套中可发生这种气蚀,在泵中并不多见,但人们利用这种类型的气蚀研制了磁致振动伸缩仪,用于研究材料抗气蚀破坏的能力。
二. 防止气蚀的主要措施:
1.正确确定化工泵的安装高程。设计泵站时,应使装置气蚀余量大于水泵的允许气蚀余量,要充分考虑水泵装置可能遇到的各种工况,以便正确地确定水泵的安装高程。
2.尽量减少吸水管路的水流损失。设计泵站时,可适当增加吸水管直径,缩短吸水管的长度,减少管路附件,通流部分断面变化率力求小,提高管壁的光洁度。
3.具有良好的进水条件。进水池内的水流要平稳均匀,不产生旋涡。进水流道设计要合理,使进入叶轮的水流速度和压力分布均匀,避免局部低压区。
4.调节工作点。在耐酸碱化工泵运行过程中,可采用调节耐酸碱泵工作点的方法减轻气蚀,对于离心泵可以适当减少流量,以减少△h(气蚀余量)或增大Hs值(允许吸上真空高度)。
5.降低水泵的工作转速。降低耐酸碱化工泵的工作转速可以减轻气蚀现象的程度。