水泵發(fā)生汽蝕后，泵內(nèi)部的水力條件變差，會使水泵性能惡化，甚至停止出水，同時還將產(chǎn)生噪聲和振動，對過流部件材料產(chǎn)生破壞。具體表現(xiàn)在：
1.水泵性能惡化
在產(chǎn)生汽蝕過程中，由于水流中含有大量汽泡，破壞了水流的正常流動規(guī)律，改變了流道內(nèi)的過流面積和流動方向，因而葉輪與水流之間能量交換的穩(wěn)定性遭到破壞，能量損失增加。從而引起水泵的流量、揚程和效率的迅速下降，甚至達(dá)到斷流狀態(tài)。
這種對水泵性能的影響，會因水泵比轉(zhuǎn)速的不同而呈現(xiàn)程度上的差異。低比轉(zhuǎn)速離心泵由于葉槽狹長，寬度較小，當(dāng)汽蝕開始后，汽泡會迅速擴展到葉槽的整個寬度而形成“堵塞”現(xiàn)象，從而破壞水流運動的連續(xù)性，引起水流斷裂，水泵性能曲線呈急劇下降的形狀，如圖a所示；對于中、高比轉(zhuǎn)速的離心泵和混流泵由于葉輪葉槽較寬，不易被汽泡所“堵塞”，只有當(dāng)流量（流速）增大、汽化發(fā)展到一定程度時，才會布滿全部葉片，出現(xiàn)斷流。因此，在出現(xiàn)斷流狀況之前，其性能曲線下降先緩后陡，如圖b所示；對高比轉(zhuǎn)速軸流泵，由于葉片之間流道相當(dāng)寬闊，故汽蝕開始后汽蝕區(qū)不易擴展到整個葉槽，因此性能曲線下降緩慢，且無明顯的斷流點，如圖c所示。
2.過流部件受到剝蝕破壞
當(dāng)汽泡被水流帶到高壓區(qū)后，由于汽泡周圍的水流壓力增高，使汽泡迅速破 裂，汽泡四周的水流質(zhì)點高速地向汽泡中心沖擊，水流質(zhì)點互相撞擊，產(chǎn)生強烈 的水錘。根據(jù)觀測資料表明，其產(chǎn)生的沖擊頻率很高，每分鐘可達(dá)幾萬次，并且 集中作用在微小的金屬表面上，瞬時局部壓力可達(dá)幾百個或幾千個大氣壓。如此 巨大的沖擊力，持續(xù)、長久的作用在葉輪和泵殼的壁面上，會引起金屬材料的塑 性變形和局部硬化，并產(chǎn)生金屬疲勞現(xiàn)象，變得脆弱，很快會發(fā)生裂縫、擊破與 剝落，以致金屬表面呈蜂窩狀的孔洞。在沖擊壓力的進(jìn)一步作用下，使裂縫相互 貫穿，直到葉輪或泵殼蝕壞和斷裂，這就是汽蝕的機械剝蝕作用。
汽蝕過程中的水汽凝結(jié)是一個放熱過程，汽泡在高壓區(qū)被擠壓破裂的同時， 溫度也隨之升高。同時，由于水錘沖擊引起水流和壁面的變形也會使溫度升高。 根據(jù)魏勒（Wheeler.W.H.)的試驗表明，汽泡破裂附近的瞬時局部溫度可達(dá) 500?800T：。在高溫高壓情況下，水流會產(chǎn)生帶電現(xiàn)象，這是由于金屬表面不同 部位因溫度差異而形成熱電偶，產(chǎn)生電位差，從而對金屬表面發(fā)生電解作用（即 電化學(xué)腐蝕），使光滑表面變得粗糙。
水在汽化的同時，原來溶解在水中的一些活潑氣體（如氧氣），會因低壓從 水中逸出，在高溫高壓條件下，對金屬表面產(chǎn)生化學(xué)腐蝕作用，進(jìn)一步加劇機械 剝蝕的損壞P，
汽蝕對過流部件的破壞，是機械剝蝕、化學(xué)及電化學(xué)腐蝕共同作用的結(jié)果， 它們相伴而生，相互促進(jìn)，加快了金屬材料的損壞速度。其中機械剝蝕是造成材 料破壞的主要因素。
3、產(chǎn)生噪聲和振動
在汽泡連續(xù)形成和潰滅過程中，因水流質(zhì)點間的撞擊和對過流部件表面的打 擊，泵內(nèi)會產(chǎn)生強烈的脈沖壓力。
因此，水泵發(fā)生汽蝕時，水栗會產(chǎn)生頻率很高 的噪聲和振動。振動會使機組零件和機座受到破壞。尤其是汽蝕振動的頻率與機 組自振頻率相接近時，會引發(fā)共振現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重后果。
|
