一、氣蝕概念

汽蝕現(xiàn)象又稱空蝕現(xiàn)象、空泡現(xiàn)象。它是水力機(jī)械以及某些與液體有關(guān)的機(jī)器_的現(xiàn)象。汽蝕現(xiàn)象對(duì)水泵的損壞是很大的，在用戶設(shè)計(jì)選型中應(yīng)特別注意，例如，在鋼廠高爐沖渣水的溫度較高時(shí)，氣化壓力低，極易在吸入口位置發(fā)生汽化現(xiàn)象，因此在高爐沖渣系統(tǒng)中一般選用汽蝕性能好的渣漿泵。

二、汽蝕現(xiàn)象對(duì)離心泵本身的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面

1 、離心泵的汽蝕現(xiàn)象將會(huì)降低泵的流量、揚(yáng)程和效率，隨汽蝕現(xiàn)象的發(fā)展，這種影響會(huì)逐漸加劇，當(dāng)汽蝕區(qū)占據(jù)葉輪的整個(gè)過(guò)流通道時(shí)，_會(huì)使離心泵產(chǎn)生工況中斷，從而導(dǎo)致離心泵不能正常工作。

2 、離心泵的氣蝕現(xiàn)象將會(huì)引起泵的過(guò)流部件，特別是葉輪的背后產(chǎn)生斑點(diǎn)和溝槽，時(shí)間一長(zhǎng)，_會(huì)使過(guò)流部件受到破壞，使葉片斷裂脫落，輕者會(huì)降低泵的工作性能指標(biāo)，影響工作穩(wěn)定性，重者會(huì)破壞泵的正常工作。

3 、離心泵的氣蝕現(xiàn)象，將會(huì)造成整個(gè)機(jī)組及其連接管路的劇烈振動(dòng)，產(chǎn)生噪音，機(jī)組的振動(dòng)不僅會(huì)影響可拆零件的連接，影響泵的密封，而且還會(huì)造成材料疲勞破環(huán)等等，從而降低了離心泵正常運(yùn)行的安全可靠性。

因此，提高離心泵的抗汽蝕性能是離心泵設(shè)計(jì)時(shí)不可少的一個(gè)重要方面，離心泵汽蝕性能的提高，除了能避免上述幾種主要不利影響外，還有利于離心泵機(jī)組的設(shè)計(jì)與運(yùn)行，譬如：

1 、可以減輕輸水裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的困難

當(dāng)離心泵具有很好的抗汽蝕性能時(shí)，可以增加吸入高度或降低灌水設(shè)備的建筑高度，這一點(diǎn)對(duì)于降低輸水裝置系統(tǒng)的成本，減輕裝置系統(tǒng)和離心泵本身性能設(shè)計(jì)時(shí)的困難，無(wú)疑會(huì)有很大意義。

2 、可以縮小離心泵的結(jié)構(gòu)尺寸

當(dāng)離心泵具有很好的抗汽蝕性能時(shí)，可以提高工作轉(zhuǎn)速，充分采用高速度的原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，這樣_能夠使離心泵機(jī)組的外形尺寸輪廓尺寸縮小，重量大大減輕。這一點(diǎn)不僅可以減輕機(jī)組和裝置以及基建的投資，而且也能提高機(jī)組效率，為某些機(jī)組的運(yùn)行調(diào)節(jié)提供了可能性。

3 、可以提高離心泵工作性能和可靠性

當(dāng)離心泵具有很好的抗蝕性能時(shí)，可以避免由汽蝕引起的流量下降和輸入功率提高等對(duì)運(yùn)行不利的現(xiàn)象，也避免了零部件的腐蝕和剝落，同時(shí)也不會(huì)導(dǎo)致機(jī)組振動(dòng)和運(yùn)行噪音，從而增加了機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，也自然而然地延長(zhǎng)了離心泵機(jī)組的使用壽命。

因此，我們?cè)谠O(shè)計(jì)水泵時(shí)很有必要提高泵的抗汽蝕性能，一般來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行離心泵設(shè)計(jì)時(shí)，除了應(yīng)該準(zhǔn)確計(jì)算泵的汽蝕性能，以_在工作范圍內(nèi)不應(yīng)產(chǎn)生汽蝕外，還可以采用一些結(jié)構(gòu)與工藝措施來(lái)提高離心泵的汽蝕性能，在這一方面，通常所采用的方法有：

1 、在機(jī)組內(nèi)加置低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)的增壓泵以便為主泵提供較大的吸入壓力；

2 、采用良好的靜密封與動(dòng)密封結(jié)構(gòu)以提高吸入管路密封性和防止吸入空氣；

3 、消除或減輕離心泵機(jī)組運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)，排除外界振動(dòng)的干擾；

4 、采用良好的抗腐蝕和抗侵蝕材料以增加過(guò)流部件的抗汽蝕性能；

5 、提高過(guò)流部件表面的加工精度和光潔度，以減小液流的磨擦損失；

6 、采用陰極保護(hù)法預(yù)防材料的抗汽蝕破環(huán)；

7 、在離心泵進(jìn)水管內(nèi)裝置射流泵或組成射流離心泵機(jī)組以提高吸入性能；

8 、正確地設(shè)計(jì)吸入接管和吸入管路以減少液流的阻力損失；采用合理的葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以提高葉輪的抗汽蝕性能；

9 、在離心泵葉輪進(jìn)口處加置誘導(dǎo)輪，以提高離心泵葉輪進(jìn)口壓力。

三、提高汽蝕性能的方法

1 、采用抗磨蝕材料或覆蓋保護(hù)層

采用某些抗汽蝕破環(huán)性能良好的材料，可以在不同程度上減輕氣蝕破壞程度，提高離心泵的工作壽命。

通常采用的材料有：

（ 1 ）不銹鋼

在氣蝕條件下，不銹鋼具有良好的穩(wěn)定性，硬度越高，抗汽蝕破壞的穩(wěn)定性越好，是抗汽蝕性能的好材料。

（ 2 ）碳素鋼

碳素鋼的抗汽蝕性能不太好，但是如果采用淬火的方法來(lái)提高它的表面硬度，則可以使其在氣蝕條件下的穩(wěn)定性大為提高。

（ 3 ）合金

在可能情況下采用鈦合金、鎳合金、青銅合金，均可獲得優(yōu)良的抗汽蝕破環(huán)性能。此外，還可以采用在過(guò)流部件的表面加添保護(hù)層的方法來(lái)達(dá)到這個(gè)目的。

保護(hù)層可以做成如下形式：

a） 用硬質(zhì)合金鑄焊于以低碳鋼為基本過(guò)流部件的過(guò)流部件；

b） 用涂料、橡膠或不銹鋼等耐磨蝕、耐侵蝕材料噴吐于過(guò)流部件的表面；

c） 對(duì)過(guò)流部件的外表面進(jìn)行局部淬火以提高硬度，從而增加抗汽蝕性能的穩(wěn)定性；

d） 采用環(huán)氧樹(shù)脂、酚酞樹(shù)脂等材料作為過(guò)流零售材料或修補(bǔ)材料會(huì)得到很好效果。

2 、提高過(guò)流表面的加工精度和光潔度

離心泵過(guò)流部件過(guò)流表面，特別是容易發(fā)生氣蝕部位的表面制造加工質(zhì)量、幾何形狀精度和表面光潔度等，對(duì)于離心泵的汽蝕性能會(huì)產(chǎn)生_影響。比較粗糙或不光潔 的過(guò)流部件，在流量較小的時(shí)候，由于邊界層較厚，不會(huì)對(duì)汽蝕性能有什么影響，但是在大流量情況下，會(huì)對(duì)氣蝕的開(kāi)始點(diǎn)造成影響。

另外，比較粗糙或不光潔表面，在氣蝕條件條件下會(huì)引起應(yīng)力集中，從而加速材料的破壞。

過(guò)流部件幾何形狀和加工精度的誤差將會(huì)造成液體流動(dòng)狀態(tài)的改變，如產(chǎn)生旋渦、撞擊和局部擴(kuò)散，從而增加了產(chǎn)生汽蝕的機(jī)會(huì)，尤其是葉輪葉片進(jìn)口附近的翼形幾何形狀、頭部尺寸、進(jìn)口邊位置、葉輪與密封環(huán)或泵體之間的間隙大小等，都會(huì)對(duì)葉輪的抗汽蝕性能產(chǎn)生_的影響。

3 、正確的設(shè)計(jì)吸入接管和吸入管路

離心泵吸入接管和吸入管路內(nèi)的壓力通常都很低，如果它們的尺寸和形狀選擇不當(dāng)，_容易在其內(nèi)發(fā)生汽蝕。因此，正確的設(shè)計(jì)吸入接管和吸入管路，以_液流在其內(nèi)具有_小的阻力損失，并使得液流在進(jìn)入葉輪之前具有良好的流動(dòng)性能，將對(duì)于提高離心泵的汽蝕性能具有很大意義。

首先，應(yīng)采用_短的吸入管路，使其結(jié)構(gòu)_為簡(jiǎn)單和有利液體的流動(dòng)，并且盡量減小不必要的管路附件，如彎頭、附件等。

還應(yīng)該正確地選擇吸入管路的直徑。吸入管徑過(guò)大，在小流量工況時(shí)會(huì)在其內(nèi)產(chǎn)生回流現(xiàn)象，而直徑過(guò)小的話，_會(huì)產(chǎn)生較大的吸入磨擦損失，這樣都會(huì)降低葉輪吸入 口的液體壓力，不利于汽蝕性能。吸入管徑對(duì)離心泵汽蝕性能的影響已被所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)所驗(yàn)證，過(guò)小的吸入管徑將會(huì)導(dǎo)致離心泵汽蝕工況的提前產(chǎn)生，從而大大降低 了泵的可調(diào)性能。

吸入接管的尺寸和結(jié)構(gòu)對(duì)離心泵汽蝕性能的影響是_明顯的，因此_應(yīng)該予以重視。

4 、減輕離心泵機(jī)組運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)

離心泵是一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械，它在運(yùn)行時(shí)或多或少的都會(huì)產(chǎn)生一些振動(dòng)，有時(shí)候，外界的機(jī)械振動(dòng)也會(huì)給離心泵的運(yùn)行帶來(lái)影響，造成離心泵運(yùn)行的附加振動(dòng)。離心泵中液 體的氣蝕會(huì)導(dǎo)致機(jī)組的振動(dòng)，反之，機(jī)組的振動(dòng)也會(huì)影響離心泵的汽蝕性能降低，并且還會(huì)產(chǎn)生其他一些不利的影響，因此，應(yīng)該盡量減輕或消除離心泵機(jī)組運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)，以_離心泵的水力性能和氣蝕性能。

除了采用適當(dāng)措施消除或隔絕外界振動(dòng)對(duì)泵的影響外，對(duì)于泵本身來(lái)說(shuō)，通常所采取得減輕或消除運(yùn)行振動(dòng)的方法有：

（ 1 ）轉(zhuǎn)子平衡

（ 2 ）使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率遠(yuǎn)離共振區(qū)

（ 3 ）合理進(jìn)行軸承設(shè)計(jì)

（ 4 ）合理地進(jìn)行離心泵過(guò)流部件的結(jié)構(gòu)

（ 5 ）安裝減振器

5 、采用合理的葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（ 1 ）加大葉輪頸部直徑

加大葉輪徑部直徑能提高_(dá)臨界汽蝕性能，進(jìn)而提高泵的汽蝕性能。

（ 2 ）加大葉輪進(jìn)口寬度

適當(dāng)加寬葉輪葉片進(jìn)口邊的流道寬度，能_離心泵的汽蝕性能。

（ 3 ）合理確定貫穿軸的直徑

在_強(qiáng)度等要求的情況下，減小貫穿軸的直徑并隨之使葉輪輪轂直徑減小，將會(huì)對(duì)離心泵的汽蝕性能帶來(lái)好處。

（ 4 ）合理采用葉片進(jìn)口邊的位置與形狀

（ 5 ）在離心泵葉輪之前加置誘導(dǎo)輪

四、結(jié)束語(yǔ)

離心泵的汽蝕現(xiàn)象是一個(gè)普遍存在的現(xiàn)象，又較抽象而難以理解，本文的幾點(diǎn)總結(jié)希望能給讀者帶來(lái)幫助作用 。