泵壳内发生气穴气蚀现象是由于水泵叶轮中的最低压力降低到被抽升液体工作温度下的()。
A、饱和蒸汽压力
B、不饱和蒸汽压力
C、水面大气压力
D、环境压力
【正确答案:A】
泵中最低压力Pk如果降低到被抽液体工作温度下的饱和蒸汽压力(即汽化压力),泵壳内即发生气穴和气蚀现象。汽蚀是气穴现象侵蚀材料的结果,在许多书上统称为气蚀现象。
气蚀现象主要表现在下述几个方面:
1)泵的性能突然下降。泵发生汽蚀时,叶轮与液体之间的能量传递受到干扰,流道不但受到气泡的堵塞,而且流动损失增大,严重时,泵中液流中断,泵不能工作。
2)泵产生振动和噪音。
3)泵的过流部件表面受到机械性质的破坏以外,如果液体汽化时放出的气体有腐蚀作用,还会产生一定的化学性质的破坏(但前者的破坏是主要的)。严重时,叶轮的表面(尤其在叶片入口附近)呈蜂窝状或海绵状。
水泵发生气蚀的原因:
泵发生汽蚀是由于液道入口附近某些局部低压区处的压力降低到液体饱和蒸汽压,导致部分液体汽化所致。所以,凡能使局部压力降低到液体汽化压力的因素都可能是诱发汽蚀的原因。产生汽蚀的条件应从吸入装置的特性,泵本身的结构以及所输送的液体性质三方面加以考虑。
水泵气蚀现象产生的本质原因是入口压力小于流体输送温度下的饱和蒸气压导致的。
泵进水口处的绝对压力减小到当时水温下的汽蚀压力时,水发生汽化。水在入水口形成气体,从而入水口形成许多小气泡。这些小气泡随水流进高压区时,气泡迅速破裂,周围液体立即填充原气泡空穴,由于气泡破裂时间很短,所以形成高达几百兆帕的水力冲击。
气泡不断地形成与破裂,巨大的水力冲击以每秒钟几万次的频率反复作用在叶轮上,时间一长,就会使叶轮的叶片逐渐因疲劳而剥落;同时,气泡中还夹杂有一些活泼气体(如氧气),对金属的光滑层因电解而逐渐变得粗糙。
金属表面粗糙度被破坏后,更加速了机械剥蚀。另外,气泡形成与破裂的过程中,会使过流部件两端产生温度差异,其冷端与热端形成电偶而产生电位差,从而使金属表面发生电解作用,金属的光滑层因电解而逐渐变得粗糙。
在机械剥蚀、化学腐蚀和电化学的共同作用下,金属表面很快出现蜂窝状的麻点,并逐渐形成空洞而损坏,这种现象称之为汽蚀。
汽蚀现象发生后对泵的影响:
1、泵的性能改变
汽蚀初生时,对水泵外特性并无明显影响。汽蚀发展到一定程度后,水泵的功率、效率、流量和扬程等参数会突然下降。当汽蚀充分发展后,水流的有效过流面积会减小很多,以致引起水流中断,不能工作。
2、引起振动和噪声
气泡破裂时,液体质点互相冲击,产生噪音和机组振动,两者互相激励使泵产生强烈振动,称为汽蚀共振现象。
3、过流部件表面的破坏
汽蚀破坏将大大缩短水泵的寿命,剥蚀和腐蚀严重时,会产生叶片断裂或穿孔等重大事故。