水泵汽蚀形成过程

水泵汽蚀形成过程

 

水泵汽蚀是当流道（可以是泵、水轮机、河流、阀门、螺旋桨甚至人和动物的血管等）中的液体（可以是水、油等）局部压力下降至临界压力（一般接近汽化压力）时，液体中气核成长为汽泡，汽泡的聚积、流动、分裂、溃灭过程的总称。

水泵汽蚀现象

离心泵安装高度不合理时，将导致泵进口压力过低，当进口压力降至被输送液体在该温度下对应的饱和蒸汽压时，将发生汽化，所生成的汽泡在随液体从入口向外周流动中，又因压力迅速增大而急剧冷凝，发生逆相变化，气泡瞬间溃灭。使周围液体以很大的速度从周围冲向气泡中心，产生频率很高、瞬时压力很大的冲击，使设备表面产生疲劳，发生腐蚀，这种现象称为水泵汽蚀现象。

水泵汽蚀危害

水泵汽蚀时传递到叶轮及泵壳的冲击波，加上液体中微量溶解的氧对金属化学腐蚀的共同作用，在一定时间后，可使其表面出现斑痕及裂缝，甚至呈海面状逐步脱落；发生水泵汽蚀时，还会发出噪声，进而使泵体震动；同时由于蒸汽的生成使得液体的表观密度下降，于是液体实际流量、出口压力和效率都下降，严重时可导致完全不能输出液体。 　　

通俗的讲，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水泵汽蚀过程。水泵产生水泵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。

离心泵中，一般气穴区域发生在叶片进口的壁面，金属表面承受着局部水锤作用，其频率可达20000到30000次每秒之多，就像水力楔子那样集中作用在以平方微米计的小面积上，经过一段时期之后，金属就会产生疲劳，金属表面开始呈蜂窝状，随之应力更加集中，叶片出现裂缝和剥落。在这同时，由于水和蜂窝表面间歇接触之下，蜂窝的侧壁与底之间产生电位差，引起电化腐蚀，使裂缝加宽，最后，几条裂缝互相贯穿，达到完全蚀坏的程度，泵叶轮进口段产生的这种效应称为“水泵汽蚀”。