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提高泵抗汽蚀性能的措施

改进叶轮进口的几何形状

当泵的流量和转速确定后,泵的汽蚀余量仅与吸水室和叶轮入口几何形状有关。所以提高水泵的抗汽蚀性能的主要措施之一是改进叶轮入口的几何形状。

  • 采用较低的叶轮进口速度

增大叶轮进口直径,可以降低叶轮入口速度,提高泵的汽蚀性能,但是泵的水力效率会有下降。

  • 增大叶片入口边宽度

可以使叶轮入口相对速度减小,从而提高泵的抗汽蚀性能。

  • 修改叶轮盖板进口部分曲率半径

由于叶轮进口部分的流体在转弯处受到离心力作用的影响,靠前盖板处压力低、流速大,造成叶轮进口速度分布不均匀。适当增加盖板的曲率半径,有利于减小前盖板处的U0和改善速度分布的均匀性,减小泵进口部分的压力降,从而使NPSH减小,提高泵的抗汽蚀性能。

  • 叶片进口边的位置和叶片进口部分的形状

叶片进口边适当向吸入口方向延伸,可使液体提早接受叶片的作用,且能增加叶片表面积,减小叶片工作面和背面的压差。另外叶片前伸使进口边所在的半径减小,从而使U0和W0减小。此方法要求叶片要做的很薄,否则会造成排挤严重。

叶片进口边倾斜,其上各点的半径不同,因而圆周速度和相对速度也就各不相同,因为前盖板处半径最大,相对速度也最大,这样就可以把汽蚀控制在前盖板附近局部,从而推迟了汽蚀对泵特性的影响。

  • 改变叶片进口冲角

叶片进口冲角,通常都大于进口相对液流角,采用正冲角能提高抗汽蚀性能且对性能无影响。

  • 改变进口厚度

叶片进口厚度越薄越接近流线型,叶片最大厚度离进口越远,叶片进口的压降越小,泵的抗汽蚀性能越好,叶片进口的形状对压降是十分敏感的!

  • 平衡孔

叶轮上的平衡孔,其中的泄流对进入叶轮的主流起破坏作用,平衡孔面积应不小于密封环间隙的5倍,以减小泄流速度,从而减小对主流的影响,提高泵的抗汽蚀性能。

  • 光洁度

叶轮进口部分越光滑,水力损失越小,会明显提高泵的抗汽蚀性能。

  • 采用抗汽蚀材料

由于使用条件所限,不可能完全避免汽蚀发生时,可采用抗汽蚀材料来制造叶轮,以延长叶轮的使用寿命。一般来讲零件表面越光,材料的韧性越高,硬度和化学稳定性越高,则材料的抗汽蚀性能越好。

  • 采用诱导轮提高泵的抗汽蚀性能

在离心叶轮前加诱导轮能提高泵的抗汽蚀性能,而且效果很显著,因为流体经过旋转的诱导轮时已经增压,此时的压力肯定是高于汽化压力的,这也就是为什么多级泵汽蚀只发生在第一级的原因,经过第一级加压了呗!

适当提高装置汽蚀余量

  • 减小几何吸上高度(或增加几何倒灌高度)
  • 减小吸入损失,为此可设法增加管径,尽量减少管路长度、弯头和附件等
  • 泵在大流量运转时NPSHr增加,NPSHa减小,所以在确定安装高度时,应使NPSHa比NPSHr大得多,否则应防止泵长时间运行在大流量工况下
  • 在同样转速和流量下,采用双吸泵。
  • 泵发生汽蚀时,应把流量调小或降速运行
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