一、氣蝕概念

汽蝕現象又稱(chēng)空蝕現象、空泡現象。它是水力機械以及某些與液體有關(guān)的機器_的現象。汽蝕現象對水泵的損壞是很大的，在用戶(hù)設計選型中應特別注意，例如，在鋼廠(chǎng)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)生汽化現象，因此在高爐沖渣系統中一般選用汽蝕性能好的渣漿泵。

二、汽蝕現象對離心泵本身的影響主要表現在以下幾個(gè)方面

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

2 、離心泵的氣蝕現象將會(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(cháng)，_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，影響工作穩定性，重者會(huì )破壞泵的正常工作。

3 、離心泵的氣蝕現象，將會(huì )造成整個(gè)機組及其連接管路的劇烈振動(dòng)，產(chǎn)生噪音，機組的振動(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計時(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，還有利于離心泵機組的設計與運行，譬如：

1 、可以減輕輸水裝置系統設計時(shí)的困難

當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備的建筑高度，這一點(diǎn)對于降低輸水裝置系統的成本，減輕裝置系統和離心泵本身性能設計時(shí)的困難，無(wú)疑會(huì )有很大意義。

2 、可以縮小離心泵的結構尺寸

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

3 、可以提高離心泵工作性能和可靠性

當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運行不利的現象，也避免了零部件的腐蝕和剝落，同時(shí)也不會(huì )導致機組振動(dòng)和運行噪音，從而增加了機組運行的穩定性和可靠性，也自然而然地延長(cháng)了離心泵機組的使用壽命。

因此，我們在設計水泵時(shí)很有必要提高泵的抗汽蝕性能，一般來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行離心泵設計時(shí)，除了應該準確計算泵的汽蝕性能，以_在工作范圍內不應產(chǎn)生汽蝕外，還可以采用一些結構與工藝措施來(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 、在機組內加置低轉速運轉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)密封結構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組運行時(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 、采用陰極保護法預防材料的抗汽蝕破環(huán)；

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

8 、正確地設計吸入接管和吸入管路以減少液流的阻力損失；采用合理的葉輪結構設計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定性，硬度越高，抗汽蝕破壞的穩定性越好，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層的方法來(lái)達到這個(gè)目的。

保護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 )對汽蝕性能有什么影響，但是在大流量情況下，會(huì )對氣蝕的開(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、撞擊和局部擴散，從而增加了產(chǎn)生汽蝕的機會(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 )對葉輪的抗汽蝕性能產(chǎn)生_的影響。

3 、正確的設計吸入接管和吸入管路

離心泵吸入接管和吸入管路內的壓力通常都很低，如果它們的尺寸和形狀選擇不當，_容易在其內發(fā)生汽蝕。因此，正確的設計吸入接管和吸入管路，以_液流在其內具有_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，將對于提高離心泵的汽蝕性能具有很大意義。

首先，應采用_短的吸入管路，使其結構_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 )在其內產(chǎn)生回流現象，而直徑過(guò)小的話(huà)，_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。吸入管徑對離心泵汽蝕性能的影響已被所進(jìn)行的實(shí)驗所驗證，過(guò)小的吸入管徑將會(huì )導致離心泵汽蝕工況的提前產(chǎn)生，從而大大降低 了泵的可調性能。

吸入接管的尺寸和結構對離心泵汽蝕性能的影響是_明顯的，因此_應該予以重視。

4 、減輕離心泵機組運行時(shí)的振動(dòng)

離心泵是一種旋轉機械，它在運行時(shí)或多或少的都會(huì )產(chǎn)生一些振動(dòng)，有時(shí)候，外界的機械振動(dòng)也會(huì )給離心泵的運行帶來(lái)影響，造成離心泵運行的附加振動(dòng)。離心泵中液 體的氣蝕會(huì )導致機組的振動(dòng)，反之，機組的振動(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，應該盡量減輕或消除離心泵機組運行時(shí)的振動(dòng)，以_離心泵的水力性能和氣蝕性能。

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

（ 1 ）轉子平衡

（ 2 ）使轉子旋轉頻率遠離共振區

（ 3 ）合理進(jìn)行軸承設計

（ 4 ）合理地進(jìn)行離心泵過(guò)流部件的結構

（ 5 ）安裝減振器

5 、采用合理的葉輪結構設計

（ 1 ）加大葉輪頸部直徑

加大葉輪徑部直徑能提高_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輪

四、結束語(yǔ)

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