离心泵汽蚀发生的机理
离心泵运转时,液体在泵内的压力变化如下图。
流体的压力随着从泵入口到叶轮入口而下降,在叶片入口附件K点上,液体压力Pk最低。此后,由于叶轮对液体作功,压力很快上升。当叶轮叶片入口附近的压力Pk≤Pv——液体输送温度下的饱和蒸汽压力时,液体就汽化。同时,还可能有溶解在液体内的气体逸出,它们形成许多气泡。当气泡随液体流到叶道内压力较高处时,外面的液体压力高于气泡内的汽化压力,则气泡会凝结溃灭形成空穴。瞬间内周围的液体以极高的速度向空穴冲来,造成液体相互撞击,使局部的压力骤然剧增(有可能达到数百大气压)。这不仅阻碍了流体的正常流动,尤为严重的是,如果这些气泡在叶轮壁面附近溃灭,则液体就像无数小子弹头一样,连续地打击金属表面,其撞击频率很高(有的可达2000~3000Hz),金属表面因冲击疲劳而剥裂。如若气泡内夹杂某些活性气体(如氧气等),它们借助气泡凝结时放出的热量(局部温度可达到200~300℃),还会形成热电偶产生电解,对金属起电化学腐蚀作用,更加速了金属剥蚀的破坏速度。上述这种液体汽化、凝结、冲击,形成高温、高压、高频冲击载荷,造成金属材料的机械剥裂与电化学腐蚀的综合现象称为汽蚀。
