论离心泵的汽蚀现象科学分析及处理措施

论离心泵的汽蚀现象科学分析及处理措施

摘要从离心泵的实际工作过程来看，产生汽蚀现象是非常普遍的问题，为了预防汽蚀现象的出现，首先要对离心泵的工作原理有一定的了解，并且要分析汽蚀现象产生的原因，才能够采取针对性的处理措施。文章主要对离心泵在工作过程中产生汽蚀问题的原因进行分析，并且对预防汽蚀现象的处理措施提出一定的看法。

关键词离心泵；汽蚀现象；处理措施

1 离心泵工作原理以及汽蚀现象产生原因

离心泵是一种在生产中得到广泛应用的液体传输装置，主要的工作原理则是借助高速旋转的叶轮去带动液体产生足够离心力，进而实现液体的传送目的[1]。在离心泵运转之前，首先要往进水管与离心泵中灌满水，当离心泵的叶轮开始高速旋转时，则会带动泵内的水一同高速旋转，液体则会从入口高速通过到出口。在强大的离心力作用下，压力与速度都会增加，液体被排除的过程也正是速度能与压力能转换的过程，此时叶轮中心的液体与吸入泵内的液体形成压力差，进而使得离心泵能夠保证液体从入口到出口的正常传送。

在离心泵的工作过程中，叶轮处于高速旋转状态，此时储存在泵内的液面与入口处的压面形成压强差，而当吸入液体的饱和蒸汽压Pv比叶轮入口处的最低压力Pk要大时，吸入的液体则会在叶轮入口处出现气化现象，进而叶轮入口处会堆积大量气泡，倘若气泡的气化压力比液体压力要小，那么叶轮入口处的液体会出现撞击现象，而离心泵内局部压力的增大会严重影响液体的正常传送，而且频繁而又猛烈的撞击会对过流部件造成严重的损坏。这种因液体的气化、凝结而形成的高频率冲击负荷，对金属表面造成腐蚀、损害的现象也即是汽蚀现象，其形成机理可参考下图1所示。

2 汽蚀现象所带来的危害

2.1 汽蚀现象会影响离心泵的使用性能

汽蚀现象对离心泵使用性能所造成的影响是长期累积的结果，也正是因为汽蚀现象的发生初始时期对离心泵使用性能的影响并不明显，因此难以发现其存在，而往往当察觉到汽蚀现象的存在时，实际上其已经对离心泵的工作部件造成了一段时间的破坏，大量的气泡溃灭将离心泵的传送通塞堵塞，其工作效率、扬程、流量都会察觉到非常明显的影响，通过对离心泵的性能曲线进行描绘（如图2所示），从中可以看出汽蚀现象对离心泵的使用性能会有明显的制约。

2.2 汽蚀现象会影响离心泵的正常工作运转

当离心泵中出现了汽蚀现象，那么在这一过程当中会由于气泡的破裂而导致

液体与传送通道之间以及液体相互之间出现猛烈的撞击，而这种撞击除了会制造出很大噪音之外，还会引发离心泵的震动，剧烈的震动对于离心泵的正产工作运转而言，会造成非常严重的影响，甚至会让离心泵停止运转。

2.3 汽蚀现象会影响过流部件

在离心泵的汽蚀现象发生当中，传送通道的金属表面会受到一定的撞击，并且伴有电化学腐蚀反应，这对于离心泵的过流部件而言，是极为恶劣的影响。在汽蚀现象的发生初始阶段，过流部件的金属表面会出现不规则的众多麻点，随着时间的推移，汽蚀现象逐渐加剧，使得过流部件金属表面的腐蚀现象愈发严重，甚至还会出现穿孔、破裂现象，带来不可预估的严重后果。

3 汽蚀余量分析

有效汽蚀余量是指液体到达离心泵入口处时，能头高出汽化压力Pv能头的数值，通常用NPSH a表示，该数值所反映的是吸入装置对汽蚀的影响，NPSH a 的数值越大，则说明汽蚀现象的发生概率则越小。必须汽蚀余量是指离心泵中的液体从入口处到压力最低点的能头损失数值，通常用NPSH r表示，该数值所反映的是离心泵自身必须具备的汽蚀余量，NPSH r的数值越小，则说明汽蚀现象的发生概率则越小[2]。

4 预防离心泵汽蚀现象的处理措施

通过上文的离心泵汽蚀理论分析可以得知，当NPSH a值小于NPSH r值时，离心泵会产生汽蚀现象，所以防止离心泵汽蚀现象的发生，则需要提升NPSH a 或者降低NPSH r。具体实施可从两方面入手：其一是对离心泵的吸入装置与安全位置进行科学合理的设计，让离心泵入口的有效汽蚀余量NPSH a达到足够大；其二是对离心泵的结构进行一定的改进，使得NPSH r能够足够小。

4.1 提升离心泵的有效汽蚀余量NPSH a的处理措施

只有当NPSH a值大于NPSH r值时，汽蚀现象才不会发生，所以提升NPSH a值可有效预防离心泵的汽蚀现象产生。因此，在离心泵的部件安装工作中，要保证科学合理的设计，可适当增强吸进罐中的液面压力，降低离心泵的安装高度，采取一定的措施去减少离心泵吸入管道的阻力损失或者吸上真空度，此外，还可通过降低传送液体的温度去达到防止液体在离心泵中汽化的目的[3]。通过种种手段提升NPSH a值，能够有效地预防汽蚀现象的产生。

4.2 对离心泵结构进行改进，提升泵的抗汽蚀性能

通过对离心泵的结构进行一定的改进去提升自身的抗汽蚀性能，这同样是预防离心泵产生汽蚀现象的有效处理措施，具体操作为：①选用双吸式叶轮增大叶轮的进口面积，使其实现减小液体绝对速度的目的。②适当加大叶轮入口直径或者叶片入口边宽度，以达到叶轮进口流速减缓的目的。③选用不锈钢、合金铸铁

等抗汽蚀性能较好的材料，减轻汽蚀的破坏程度，进而提升离心泵的使用寿命。

5 结束语

综上所述，通过对离心泵的工作原理以及汽蚀现象产生原因进行分析可以得知，汽蚀现象的产生会对其正常运转带来非常严重的危害，为了防止危害产生，我们应结合汽蚀现象的产生原因，提出针对性的预防处理措施，通过有效减少汽蚀现象的出现，去进一步提升离心泵的工作效率。

参考文献

[1] 史礽.离心泵汽蚀分析及性能改造[J].青岛科技大学学报（自然科学版），2015，（S2）：215-217.

[2] 张娜，张晶.离心泵汽蚀现象分析及防汽蚀措施[J].流体机械，2013，（07）：53-55.

[3] 王玮，秦衍智.离心泵的汽蚀原因及预防措施[J].化工技术与开发，2012，（06）：50-53.