空蚀现象与性能的探讨

1.空蚀现象

在水流动过程中，如果某一局部地区的压力等于或低于与水温相对应的汽化压力时，水就在该处发生汽化，大量的蒸汽及溶解在水中的气体逸出，形成蒸汽与气体混合的气泡。当气泡随同水流从低压区流向高压区时，在高压的作用下，迅速凝结而破裂，产生局部空穴，高压水以极高的速度流向这些空穴空间，形成冲击，对流道表面产生冲蚀。流道材料表面在水击压力的反复作用下疲劳而遭到严重破坏，从开始的点蚀到严重的蜂窝状空洞，通常把这种破坏现象称为剥蚀。另外，在气泡凝结和破裂过程中逸出的氧气等活性气体，借助气泡凝结时放出的热量，也会对金属起化学腐蚀作用。这种气泡的形成、发展、破裂以致材料受到破坏的全部过程，称为空蚀现象。

贯流泵的空蚀主要有以下两种：

（1）叶片空蚀：这种空蚀常常发生在叶片外缘进口处稍后的背面，主要由于叶片本身的抗空蚀性能、运行工况以及装置空蚀余量所引起，是致使泵性能下降的主要原因，如图3-16（a）所示。

（2）间隙空蚀：水流在叶片工作面和背面的压差下，在沿着叶片外缘与泵壳之间的间隙从工作面流向背面的高速绕流过程中，由于压力下降而造成空蚀。这种空蚀虽对泵性能的影响不大，但空蚀破坏使间隙增大、泄漏量增加，如图3-16（b）所示。(www.xing528.com)

图3-16　贯流泵的空蚀种类图

（a）叶片空蚀；（b）间隙空蚀

2.空蚀性能的评价

气泡的形成、发展和破裂，以致影响性能和材料受到破坏的过程，是随着压力的降低逐步发展的。在压力降低到汽化压力时，有初生气泡产生，但这时气泡的形状和范围都不大，基本上不会影响到泵的性能或使叶片受到破坏，只有当压力进一步降低，气泡的范围扩大，堵塞流道及气泡的发展与破裂强烈，使泵的性能下降及空蚀引起的噪声和振动的增大达到一定值时，才作为评价泵是否发生空蚀的判据。