离心泵的汽蚀产生与叶轮切割
作者：离心泵 来源：叶轮 发布时间：2023-07-29
离心泵是容易产生汽蚀的，跟很多因素有关，泵叶轮切割是达到什么目的，起到什么作用呢？
一、离心泵叶轮的切割
1、切割的目的:
一台离心泵,在一定的转速下仅有一条性能曲线,为扩大泵的工作范围,常采用切割叶轮外径的方法，使其工作范围由一条线变成一个面。当切割量较少时，可以认为切割前后叶片的出口安置角和通流面积基本不变，泵效率近似相等。
2、切割定律的表达式:
Q'/Q=D2'/D2
H'/H=(D2'/D2)2
N'/N=(D2'/D2)3
式中,Q、H、N表示泵的额定流量、扬程和轴功率
角标'表示叶轮切割后的对应参数
D2表示叶轮的外直径
二、离心泵的汽蚀与吸入特性
1.汽蚀现象
根据离心泵的工作原理可知,液流是在吸入罐压力Pa和叶轮入口低压力Pk间形成的压差(Pa-Pk)作用下流入叶轮的,则叶轮入口处压力Pk越低,吸入能力就越大。但若Pk降低到某极限值(目前多以液体在输送温度下的饱和蒸汽压力Pt为液体汽化压力的临界值)时,就会出现汽蚀现象。
2.汽蚀会引起的严重后果:
(1)产生振动和噪音。
(2)对泵的工作性能有影响:当汽蚀发展到一定程度时,汽泡大量产生,会堵塞流道,使泵的流量、扬程、效率等均明显下降。
(3)对流道的材质会有破坏:主要是在叶片入口附近金属的疲劳剥蚀。
3.离心泵的吸入特性:
1）·泵发生汽蚀的基本条件是:叶片入口处的低液流压力Pk≤该温度下液体的饱和蒸汽压Pt。
2）·有效汽蚀余量:液体流自吸液罐,经吸入管路到达泵吸入口后,所富余的高出汽化压力的那部分能头。用Δha表示。
3）·泵的必须汽蚀余量:液流从泵入口到叶轮内低压力点K处的全部能量损失,用Δhr表示。
4）·Δhr与Δha的区别和联系:
Δha>Δhr 泵不汽蚀
Δha=Δhr 泵开始汽蚀
Δha<Δhr 泵严重汽蚀
5·对于一台泵,为了保证其安全运行而不发生汽蚀,对于泵的必须汽蚀余量还应加一个安全裕量,一般取0.5米液柱。于是,泵的允许汽蚀余量为:[Δhr]=Δhr＋0.5。
6·泵的允许几何安装高度表达式为:[Hg1]=(Pa-Pt)/r-hA～S-[Δhr]。
Pa──吸入罐压力
Pt──液体在输送温度下的饱和蒸汽压力
r──液体重度
hA～S──吸入管内流动损失
[Δhr]──允许气蚀余量
7·提高离心泵抗汽蚀性能的方法有:
A.改进机泵结构,降低Δhr,属机泵设计问题。
B.提高装置内的有效汽蚀余量.主要常用的方法是采用灌注头吸入装置.
此外，尽量减少吸入管路阻力损失，降低液体的饱和蒸汽压，即在设计吸入管路时尽可能选用管径大些，长度短些，弯头和阀门少些，输送液体的温度尽可能低些等措施，都可提高装置的有效气蚀余量。
8.轴向力的平衡装置
①轴向力的产生原因
a．叶轮前后两侧因流体压力分布情况不同(轮盖侧压力低,轮盘压力高)引起的轴向力A1,其方向为自叶轮背侧指向叶轮入口。
b.流体流入和流出叶轮的方向和速度不同而产生的动反力A2,其方向与A1相反,所以总轴向力A=A1-A2,方向一般与A1相同(一般A2较小)。
②轴向力的平衡
a.采用双吸式叶轮:叶轮两侧对称,流体从两端吸入,轴向力自动抵消而达到平衡。
b.开平衡孔或装平衡管:A:在叶轮轮盘上相对于吸入口处开几个平衡孔。B:为避免开平衡孔后,因主流受扰动而增加水力损失,可设平衡管代替平衡孔,即采用一小管引入口压力至轮盘背侧。
c:采用平衡叶片:在叶轮盘背面铸几条径向筋片,筋片带动叶轮背面间隙内的流体加速旋转,增大离心力,从而使叶轮背面压力显著降低。
d:利用止推轴承承受轴向力。一般小型的单吸泵中止推轴承可以承受全部的轴向力，防止泵轴窜动。
③多级离心泵轴向力的平衡:
a.同单级离心泵方法相同
b.对称布置叶轮
c.采用平衡鼓,部分平衡轴向力
d.采用自动平衡盘,全部自动平衡轴向力。
