离心泵气蚀的主要原因分析,下面一起来看看本站小编寸头小百姓给大家精心整理的答案，希望对您有帮助
汽蚀严重的可变距叶片
1.流体物理特性方面的影响
流体物理特性对离心泵气蚀的影响主要包括：所输送流体的纯净度、pH值和电解质浓度、溶解气体量、温度、运动黏度、汽化压力及热力学性质。
（1）纯净度（所含固体颗粒物浓度）的影响 流体中所含固体杂质越多，将导致气蚀核子的数量增多。从而加速气蚀的发生与发展。
（2）pH值和电解质浓度的影响 输送极性介质的离心泵（如一般的水泵）与输送非极性介质的离心泵（输送苯、烷烃等有机物的泵），其气蚀机理是不同的。输送极性介质的离心泵的气蚀损伤可能包括机械作用、化学腐蚀（与流体PH值有关）、电化学腐蚀（与流体电解质浓度有关）；而输送非极性介质的离心泵的气蚀损伤可能只有机械作用。
（3）气体溶解度的影响 国外研究表明流体内溶解的气体含量对气蚀核子的产生与发展起到促进作用。
（4）气化压力的影响 研究表明随着气化压力的增高，气蚀损伤先升高后降低。因为随着气化压力的升高，流体内形成的不稳定气泡核的数量也不断升高，从而引起气泡破裂数量的增多，冲击波强度增大，气蚀率上升。但如果气化压力继续增大，使气泡数增加到一定限度，气泡群形成一种“层间隔”的作用，阻止了冲击波行进，削弱其强度，气蚀的破坏程度反而会逐渐降低。
（5）温度的影响 在流体中温度的改变将导致气化压力、气体溶解度、表面张力等其他影响气蚀的物理性质出现较大改变。由此可见，温度对气蚀的影响机制较为复杂，需结合实际情况进行判断。
（6）表面张力的影响 当其他因素保持不变，降低流体表面张力可以减少气蚀损伤。因为随着流体表面张力的减小，气泡溃灭所产生冲击波的强度减弱，气蚀速率降低。
（7）液体黏度的影响 流体黏度越大，流速越低，达到高压区的气泡数越少，气泡破灭所产生冲击波的强度就减小。同时，流体黏度越大，对冲击波削弱也越大。因此，流体的黏度越低，气蚀损伤越严重。
（8）液体的可压缩性和密度的影响 随着流体密度的增加，可压缩性降低，气蚀损失增加。
2.过流部件材质特性方面的影响
由于泵的气蚀损伤主要体现为对过流部件材质的损坏。因此，过流部件的材料性能也将在一定程度上对离心泵的气蚀产生影响，采用抗气蚀性能良好的材料制造过流部件是减少离心泵气蚀影响的有效措施。
（1）材料的硬度 以AISI304材质的叶轮为例，气蚀会造成叶轮材料的加工硬化和相变诱发马氏体钢，这种变化将反过来阻止材料的进一步气蚀。而加工硬化和相变诱发马氏体钢的抗气蚀性主要依赖于叶轮材质的硬度。
（2）加工硬化与抗疲劳性能 材料加工硬化指数越高，抗疲劳性能越好，则材料抗气蚀性能越好。
（3）晶体结构的影响 在其他条件确定的情况下，抗气蚀率是显微结构的函数。在立方晶系中，由于体心立方晶格的金属具有较高的应变速率敏感性，当应变速率上升时，会引起快速的穿晶脆性断裂和解理断裂，并导致点蚀形成，从而产生较大的磨蚀率。对于密排六方晶格的金属，当接近于理想的轴比且处于气蚀环境时，六个滑移系全部开动，迅速转变成稳定态FCC，吸收气蚀应力所做的功(公众号:泵管家)，使磨蚀率下降。对于面心立方晶格的金属，滑移系较多，在高应力作用下，将发生塑性流变。因此，孕育期长，磨蚀率降低。总之，在气蚀过程中，发生由BCC向HCP或FCC向HCP转变，都将提高抗气蚀性。
（4） 晶粒大小的影响 叶轮所使用金属材料的晶粒尺寸越小，抗气蚀性能越好。因为金属的晶粒尺寸越小，细晶使晶界增多，位错滑移受阻，裂纹在扩展中受阻力增大，延长了磨蚀寿命。
3.离心泵结构设计方面的影响
在离心泵结构设计方面对泵气蚀特性起主要影响的可以分为泵体设计和叶轮设计两个方面。研究表明影响离心泵气蚀性能的直接因素是叶轮进口的局部流动均匀性，因此叶轮结构设计比泵体的设计对离心泵气蚀的影响大，是主要影响因素。
（1）叶轮结构对离心泵气蚀性能的影响
离心泵叶轮结构对泵的气蚀性能有着重要的影响，合理的叶轮结构可以改善泵的气蚀性能。
1）叶片进口厚度。叶片的排挤作用使得进口处流体速度增加而产生压力损失。选择较小的叶片进口厚度，可以减少叶片对液流的冲击，增大叶片进口处的过流面积，减少叶片的排挤，从而降低叶片进口的绝对速度和相对速度，提高泵的抗气蚀性能。
2）叶轮进口流道表面粗糙度。离心泵的叶轮进口流道的表面粗糙度可以分为二类：一类是孤立粗糙突体（如明显的突出流道表面的夹渣或明显的机加工与非加工过渡棱等），另一类是沿整个表面某一部份均匀分布的粗糙突体。研究表明孤立粗糙突体会在液流中引起额外的冲击和漩涡，因此沿整个表面均匀分布的粗糙突体与同样高度的孤立粗糙突体比较，其气蚀发生的危险性要小得多。由此可见，对粗糙流道的表面，尤其是存在孤立粗糙突体的表面，进行必要的打磨是提高离心泵抗气蚀性能的有效措施。
3）叶片进口喉部面积。叶片进口的喉部面积对离心泵气蚀性能的影响非常之大。如果叶片入口喉部面积较小，即使叶片进口处过流面积与叶轮进口断面面积之比设计的较为合理，但仍旧很可能无法达到理想的气蚀性能。叶轮叶片进口喉部面积过小，将导致叶片进口液流的绝对速度增大，从而造成离心泵抗气蚀性能下降。
4）叶片数。离心泵叶轮内叶片的数量对于泵的扬程、效率、气蚀性能都有较大影响。固然，采用较少的叶轮叶片数量能减少的摩擦面，制造简单，但是它对流体的导向作用却变差了(公众号:泵管家)；而采用较多的叶片数可以减少叶片负荷，改善初生气蚀特性，但是叶片数过多会造成排挤程度的增加，并使相邻叶片之间的宽度减小，从而容易形成汽泡群堵塞流道，致使机泵气蚀性能变差。因此，在选择叶轮叶片数时，一方面要尽量减少叶片的排挤与摩擦面，另一方面又要使叶道有足够的长度，以保证液流的稳定性和叶片对液体的充分作用。目前，对于叶片数的取值并没有一个确定的、公认的规则。但大量的研究表明，针对具体的离心泵设计，应用CFD流场数值模拟的方法可以有效的确定叶轮叶片数的最佳范围。
2）叶轮吸入口参数对离心泵气蚀性能的影响
叶轮吸入口参数即决定叶轮叶片进口面积的相关结构参数，其包括：叶片进口冲角、叶轮进口直径、叶片进口流道宽度以及轮毂直径。
1）叶片进口冲角Δβ一般取正冲角（3°~10°）。由于采用正冲角，增大了叶片进口角，从而能够有效减小叶片的弯曲，增大叶片进口过流面积，减小叶片的排挤。这些因素都将减小v0和ω0，提高泵的抗气蚀性能。并且离心泵的流量增加时，进口相对液流角增大，采用正冲角可以避免泵在大流量下运转时出现负冲角，造成λ2急剧上升（如下图所示）。大量研究表明增大叶片进口角，保持正冲角，能提高泵的抗气蚀性能，而且对效率影响不大。但冲角的选择对离心泵的抗气蚀性能则存在一个最优值，并不是冲角越大越好，应结合实际情况进行分析、选择。
2）叶轮进口直径。在流量恒定的情况下，叶轮进口处液流的绝对速度和相对速度都是吸入管径的函数。因此，对于提高离心泵的抗气蚀特性，叶轮进口直径存在一个最佳值。当叶轮进口直径小于此最佳值时，随着叶轮直径的增大，进口处的流速减小，离心泵气蚀性能不断提高。但当叶轮直径的取值超过最佳值之后，对于给定流量来说，随着进口直径的增大，在叶轮进口部分将形成停滞区和反向流，使离心泵气蚀性能逐渐恶化。
3）叶片进口流道宽度。在离心泵的工况不变的情况下，增大叶片进口处流道的宽度会使液流绝对速度的轴面分速度减小，从而改善离心泵的气蚀特性，并且对离心泵的水力效率和容积效率影响较小。
4）轮毂直径。减小叶轮的轮毂直径会增大叶轮流道的实际进口面积，从而使离心泵的气蚀性能得到改善。
5）叶轮前盖板的曲率半径。流体在流经离心泵吸入口至叶轮进口处时，由于流道收缩，流体流速增加，从而产生一定的压力损失。同时，由于在此过程中流体流动的方向由轴向变为径向，因转弯处流场不均匀也会产生一部分压力损失。可见叶轮前盖板曲率半径的大小直接影响着压力损失的大小，进而影响着离心泵的气蚀特性。采用较大的曲率半径可减弱前盖处液流转弯处流速的变化，使流速均匀平稳，改善离心泵气蚀性能。
4.其他方面的影响：
1.参数的相互影响
到目前为止，对离心泵气蚀影响因素的研究都只是针对某个参数进行的，对各个参数间的相互影响则很少研究。但结构参数的影响是一个统一的整体，它们是互相制约、互相影响的，今后的研究应该向综合影响因素方向发展。
2.离心泵的运行工况
离心泵在实际使用过程中，由于操作条件极为复杂，泵入口流量、压力随之不断改变。因此，离心泵的实际工况往往与实验、设计的工况存在较大的偏差。其发生气蚀的可能远远超出实验的预计。
小结：
由于气蚀的机理非常复杂，影响离心泵气蚀的因素较多，且各种因素并不是孤立作用的，不同的影响因素之间存在相互作用、相互影响。因此在研究离心泵的气蚀性能时，应结合实际情况对影响泵气蚀的机理与因素进行通盘的考虑。近年来，随着CFD 技术的发展，通过对离心泵内流场的数值模拟，为研究多种因素共同影响下的离心泵气蚀性能提供了新的手段。但目前，大多数离心泵气蚀CFD数值模拟仍局限于研究单一因素对泵气蚀性能的影响，接下来的研究应更多关注不同因素间相互作用对离心泵抗气蚀性能的影响.
离心泵在水利、化工等行业应用十分广泛，对其工况点的选择和能耗的分析也日益受到重视。所谓工况点，是指水泵装置在某瞬时的实际出水量、扬程、轴功率、效率以及吸上真空高度等，它表示了水泵的工作能力。通常，离心泵的流量、压头可能会与管路系统不一致，或由于生产任务、工艺要求发生变化，需要对泵的流量进行调节，其实质是改变离心泵的工况点。除了工程设计阶段离心泵选型的正确与否以外，离心泵实际使用中工况点的选择也将直接影响到用户的能耗和成本费用。因此，如何合理地改变离心泵的工况点就显得尤为重要。
离心泵的工作原理是把电动机高速旋转的机械能转化为被提升液体的动能和势能，是一个能量传递和转化的过程。根据这一特点可知，离心泵的工况点是建立在水泵和管道系统能量供求关系的平衡上的，只要两者之一的情况发生变化，其工况点就会转移。工况点的改变由两方面引起：一．管道系统特性曲线改变，如阀门节流；二．水泵本身的特性曲线改变，如变频调速、切削叶轮、水泵串联或并联。
下面就这几种方式进行分析和比较：
01 阀门节流
改变离心泵流量最简单的方法就是调节泵出口阀门的开度，而水泵转速保持不变（一般为额定转速），其实质是改变管路特性曲线的位置来改变泵的工况点。关小阀门时，管道局部阻力增加，水泵工况点向左移，相应流量减少。阀门全关时，相当于阻力无限大，流量为零，此时管路特性曲线与纵坐标重合。当关小阀门来控制流量时，水泵本身的供水能力不变，扬程特性不变，管阻特性将随阀门开度的改变而改变。这种方法操作简便、流量连续，可以在某一最大流量与零之间随意调节，且无需额外投资，适用场合很广。但节流调节是以消耗离心泵的多余能量， 来维持一定的供给量，离心泵的效率也将随之下降，经济上不太合理。
02 变频调速
工况点偏离高效区是水泵需要调速的基本条件。当水泵的转速改变时，阀门开度保持不变（通常为最大开度），管路系统特性不变，而供水能力和扬程特性随之改变。
在所需流量小于额定流量的情况下，变频调速时的扬程比阀门节流小，所以变频调速所需的供水功率也比阀门节流小。很显然，与阀门节流相比，变频调速的节能效果很突出，离心泵的工作效率更高。另外，采用变频调速后，不仅有利于降低离心泵发生汽蚀的可能性，而且还可以通过对升速/降速时间的预置来延长开机/停机过程，使动态转矩大为减小，从而在很大程度上消除了极具破坏性的水锤效应，大大延长了水泵和管道系统的寿命。
事实上，变频调速也有局限性，除了投资较大、维护成本较高外，当水泵变速过大时会造成效率下降，超出泵比例定律范围，不可能无限制调速。
03 切削叶轮
当转速一定时，泵的压头、流量均和叶轮直径有关。对同一型号的泵，可采用切削法改变泵的特性曲线。
切削定律是建立在大量感性试验资料基础上的，它认为如果叶轮的切削量控制在一定限度内（此切削限量与水泵的比转数有关），则切削前后水泵相应的效率可视为不变。切削叶轮是改变水泵性能的一种简便易行的办法，即所谓变径调节，它在一定程度上解决了水泵类型、规格的有限性与供水对象要求的多样性之间的矛盾，扩大了水泵的使用范围。当然，切削叶轮属不可逆过程，用户必须经过精确计算并衡量经济合理性后方可实施。
04 水泵串联和并联
水泵串联是指一台泵的出口向另一台泵的入口输送流体。以最简单的两台相同型号、相同性能的离心泵串联为例：如图3所示，串联性能曲线相当于单泵性能曲线的扬程在流量相同的情况下迭加起来，串联工作点A的流量和扬程都比单泵工作点B的大，但均达不到单泵时的2倍，这是因为泵串联后一方面扬程的增加大于管路阻力的增加，致使富余的扬程促使流量增加，另一方面流量的增加又使阻力增加，抑制了总扬程的升高。水泵串联运行时，必须注意后一台泵是否能够承受升压。启动前每台泵的出口阀都要关闭，然后顺序开启泵和阀门向外供水。
水泵并联是指两台或两台以上的泵向同一压力管路输送流体，其目的是在压头相同时增加流量。仍然以最简单的两台相同型号、相同性能的离心泵并联为例，并联性能曲线相当于单泵性能曲线的流量在扬程相等的情况下迭加起来，并联工作点A的流量和扬程均比单泵工作点B的大，但考虑管阻因素，同样达不到单泵时的2倍。
如果纯粹以增加流量为目的，那么究竟采用并联还是串联应当取决于管路特性曲线的平坦程度，管路特性曲线越平坦，并联后的流量就越接近于单泵运行时的2倍，从而比串联时的流量更大，更有利于运作。
05 结论
阀门节流虽然会造成能量的损失和浪费，但在一些简单场合仍不失为一种快速易行的流量调节方式；变频调速因其节能效果好、自动化程度高而越来越受到用户的青睐；切削叶轮一般多用于清水泵，由于改变了泵的结构，通用性较差；水泵串联和并联只适用于单台泵不能满足输送任务的情况，而且串联或并联的台数过多反而不经济。在实际应用时应从多方面考虑，在各种流量调节方法之中综合出最佳方案，确保离心泵的高效运行。
从开始发展到21世纪，泵阀行业在我国经历了从无到有、艰辛的发展路程，如今已经开始涌现出一大批泵阀企业，也开始出现一些新面孔、新产品，这标志着我国泵阀事业开始了进一步的发展，比如现阶段反响颇丰的一款产品：分体式管道离心泵。分体式管道离心泵是江苏液泉泵阀公司旗下的专利，在国内已经开始广泛使用，甚至不断远销海外，成为了中国泵阀行业的代表之一，那么究竟分体式管道离心泵有怎样的市场竞争力？为什么备受人们欢迎？
设计致胜
首先我们需要从设计方面来体会它的市场竞争力，一款产品要拥有市场竞争力，首先要有过人之处，相比较于普通产品，分体式管道离心泵的设计优势在哪？从江苏液泉的设计师口中了解到，这款产品的设计是采用双向吸取方式，垂直和水平两种，有别于传统的单向吸取方式，这种设计很大程度上减少了施工对环境产生的影响，两个选择，方便施工方选择一种最为省力也最安全的安装方式，同时使整个工程缩短工期。
实用性强
上面我们说到双向吸取方式，这就满足了不同的作业需求，实用性比较强，同时也能够节约不少能源。另外一个优势是，在设计中，分体式管道离心泵将泵体与电机在同一个地盘上安装，有别于其他产品的结构，这样能够大大节省能源，电机直接带动泵体进行作业，省去了中间可能出现的纰漏。
材料和制造
要说质量，就不能不提材料，分体式管道离心泵采用的均是国内先进的原材料，其泵体机封设计方式也采用了国际先进的双端面机的设计。制造更是有专业人员严格把关，这就考验江苏液泉员工的凝聚力、实力以及责任心，我们很高兴能够看到江苏液泉的员工们都将设备安全视为己任，一丝不苟进行操作，因此他们生产的每一台产品都能达到国际先进水平。
从上面三方面不难看出，分体式管道离心泵具有强大的市场竞争力，从设计到原材料的选用都是高标准严要求，因此就为分体式管道离心泵增加了另一个市场竞争力：口碑。诚然，这样的产品怎么可能不被人们青睐呢？相信江苏液泉还将在未来日子里带给市场更多极具市场竞争力的优秀产品。
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