水泵汽蝕的危害與防治

汽蝕又稱空化，是液體的特殊物理現象。水泵在運行過程中，由于某些原因使泵內局部位置的壓力降到水在相應溫度下的飽和蒸汽壓力（汽化壓力）時，水就開始汽化生成大量的氣泡，汽泡隨水流向前運動，運動到壓力較高部位時，迅速凝結、潰滅。泵內水流中汽泡的生成、潰滅過程涉及到物理、化學現象，并產生噪聲、振動和對過流部件的侵蝕，這種現象稱為水泵的汽蝕現象。

一、水泵汽蝕的產生

在水泵進口處，由于吸水高所形成的真空，以及葉輪高速運轉而往往使該處壓力很低，從而為水的汽化提供了條件。當壓力降低到水溫的汽化壓力時.因汽化而形成的大量水蒸氣汽泡，隨未汽化的水流人葉輪內部高壓區，汽泡在高壓作用下在極短的時間內破裂，并重新凝結成水，汽泡周圍的水迅速向破裂汽泡的中心集中而產生很大的沖擊力。這種沖擊力作用在水泵的壁上，就形成了對水泵的汽蝕。

二、水泵汽蝕的危害

水泵在產生汽蝕的過程中，由于水流中含有汽泡破壞了水流的正常流動規律，改變了流道內到過流面積和流動方向，因而葉輪與水流之間能量交換的穩定性遭到破壞，能量損失增加，從而引起離心泵的流量、揚程和效率的迅速下降，甚至達到斷流狀態n這種工作性能的變換，對于不同比轉數的水泵是不同的。低比轉數的離心泵葉槽狹長，寬度較小，很容易被汽泡阻塞，在出現汽蝕后，Q—H、Q— 11曲線迅速降落。對中、高比轉速的離心泵和混流泵，由于葉輪槽道較寬，不易被汽泡阻塞，所以Q— H、0—71曲線先是逐漸下降，汽蝕嚴重時才開始脫落。對高比轉數的軸流泵，由于葉片之間流道相當寬闊，故汽蝕區不易擴展到整個葉槽，因此Q—H、 0—n曲線下降緩慢。

汽泡潰滅時，水流因慣性高速沖向汽泡中心，產生強烈的水錘，其壓強可達（33—5700）毫巴，沖擊的頻率達2—3萬次/秒，這樣大的壓強頻率作用于過流部件上，引起金屬表面局部塑性變形與硬化變脆，產生疲勞現象，金屬表面開始呈蜂窩狀，隨之應力更加集中，葉片出現裂縫和剝落，這就是汽蝕的機械剝蝕作用。

在低區生成汽泡的過程中，溶解于水中的氣體也從水中析出，所以汽泡實際是水汽和空氣的混合體n活躍氣體（如氧氣）借助汽泡凝結時所產生的高溫，對金屬表面產生化學腐蝕作用。

在高溫高壓下，水流會產生帶電現象。過流部件的不同部位，因汽蝕產生溫度差異，形成溫差熱電偶，導致金屬表面到電解作用（即電化學腐蝕）。

水泵壁面在沖擊力反復作用下，起初是出現麻點，繼而變成蜂窩狀。嚴重時壁面會在短期內被擊空。在出現汽蝕的同時，一般還伴有汽泡破裂的噼啪、轟鳴聲和振動等。由于還有一部分沒有破裂的汽泡隨水流出水泵，導致泵的流量減小。揚程、效率下降，甚至中斷供水。

另外，當水中泥沙含量較高時，由于泥沙的磨蝕，破壞了離心水泵過流部件的表層，發生汽蝕時，加快了過流部件的蝕壞程度。

在汽泡凝結潰滅時，產生壓力瞬時升高和水流質點間的撞擊以及對過流部件的打擊，使水泵產生噪聲和振動現象。

三、水泵汽蝕的防治

1.正確確定泵的吸水高度，以保證葉輪進口處的壓力不低于汽化壓力。

2.盡量減小吸水管路中的損失水頭。因為該項損失越大，水泵進口處的壓力降低也越多，水就易于汽化。因此要盡量縮短吸水管的長度，減少管路上的附件，管內壁要光滑和適當加大吸水管直徑等。

3.水泵落井安裝。如果由于吸水過高而造成汽蝕，可把泵安裝在井下或地面以下，靠近吸水水面處。

4.利用射流提高進口的壓力。

5.盡量使水泵在額定的條件下運行。如果水泵在低于額定揚程或大于額定轉速下運行，過泵流量必然大于額定流量，葉輪進口處的水流速度必然提高，該處壓力將進一步降低。因此水泵是不能隨意降低揚程和提高轉速的。

6.設計制造合理的水泵葉輪進口形狀和尺寸，并可在泵進口處設置誘導輪，或采用抗汽蝕材料制造泵件等。

（作者單位：157000 牡丹江市農業機械化培訓學校）