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供水设备中水泵的汽蚀现象

时间:2018-06-08 20:53来源:未知 作者:saintbox 点击:

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  汽蚀现象又称空蚀现象、空泡现象,它是水力机械(machinery)以及某些与液体的机器(machine)中特有的现象。恒压供水设备能够保持供水压力的恒定,可使供水和用水之间保持平衡,即用水多时供水也多,用水少时供水也少,从而提高了供水的质量。人们最先发现汽蚀现象是在海安轮船的螺旋(spiral)桨上,在使用过的螺旋桨上发现有海绵状的金属(Metal)表面(appearance)破坏(vandalism),严重时桨叶断裂(fracture)失落,后来在其他与液体有关的机器零件上,如无负压供水(Water supply)设备(shèbèi)中水泵(water pump)的叶轮(指装有动叶的轮盘)和叶轮与泵壳的间隙中,均发现了这种破坏现象。因而,这种现象就引起人们的注意(attention)和研究(research)。由于汽蚀的结果(result)是对水泵流道金属表面的破坏,而这种破坏与水汽化成气泡,气泡再凝结(condensation)成水的过程(guò chéng)相连在共同,因此,人们称这种现象为汽蚀或空蚀现象,下面简单介绍汽蚀的机理。
  在介绍(Introduce)汽蚀机理之前,首先考虑(consider)水和汽的相互转化问题,在0.1Mpa压力作用下,水加热到100℃就会沸腾(fèi téng),产生大量气泡。无塔供水设备顾名思义其实就是用无负压气压罐代替了传统的水塔或者蓄水池,也叫做变频无负压供水设备。传统的供水方式离不开蓄水池,蓄水池中的水一般自来水管供给,这样有压力的水进入水池后变成零,造成大量的能源白白浪费。变频供水设备由变频控制柜、无负压装置,自动化控制系统及远程监控系统、水泵机组、稳压补偿器、负压消除器、压力传感器、阀门、仪表和管路系统等组成。然后,在水温低于100℃时,只要将水面上的压力降到一定值,水同样也会沸腾,例如当水温在30℃时,将水面上的压力降到43kpa,水就开始汽化而沸腾。在高原地区,由于海拔高,大气压力低,水烧不到100℃就沸腾,就是这个道理。因此,水的温度(temperature)升到一定值或水面垂直的压力降到一定的值,均能使水变成汽。反之,降低(reduce)蒸汽的温度或增加(increase)压力,汽就能凝成水。由此可见,水和汽在一定的温度和压力条件(tiáo jiàn)下是可以互相转化的。其他液体同样具有这种性质。
   根据水和汽的转化性质,就可以来分析汽蚀的产生原因,在水泵运行过程(guò chéng)中,泵内流道各处的水流流速和 压力是不相等的,通常在叶轮进口处的压力最低,当这个地方的压力等于或低于水在当时温度下的汽化压力时,水就会汽蚀话,同时,溶解在水中的气体也因压力降低而逸出,且这些气体中大部分是氧(Oxygen)气,因为氧气比其他其他易溶于水。恒压供水设备能够保持供水压力的恒定,可使供水和用水之间保持平衡,即用水多时供水也多,用水少时供水也少,从而提高了供水的质量。因而,就形成许多蒸汽和气体混合的小气泡。当这些小气泡随水流到达压力比较高的区域时,蒸汽集聚凝结而消失,同时,气泡周围(around)的水就 以很高的速度充填气泡空间,由于从气泡的产生到消失,时间极短,我们可以冲叶轮内水流流速和汽蚀破话的部位估计这个时间,假如叶轮进口处的相对速度为30m/s,叶轮叶片汽蚀破坏(vandalism)部位与叶片进口边就开始汽化,则气泡从产生、生长(Grow)到消失的总时间约为0.001s,附着在金属(Metal)表面上的气泡在这样短暂的时间内消失,将产生一个很强的水锤压强,局部压强可达200MPa以上,这样高的冲击压强作用在金属表面上足以使表面上微观裂缝处产生破坏,此外,气泡中的氧气,也会借助于气泡凝结及氧气压缩而产生的热量(Heat),使金属表面氧化(oxidation)剥落,产生化学(huà xué)腐化侵蚀 破话,这就是汽蚀破坏的原因。对于汽蚀破坏的机理,到目前为止,研究尚不充分,还有待于更深入的研究和探索。

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