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離心泵氣鎖產(chǎn)生的原因、避免措施及其與汽蝕的區(qū)別

來源:上海茂碩機械設備有限公司   2025年03月07日 12:08  

離心泵廣泛應用于各種行業(yè),是一種非常高效的液體輸送設備。然而,在其運行過程中,氣鎖問題常常導致泵的性能下降甚至無法正常運轉(zhuǎn)。氣鎖的產(chǎn)生與流體動力學和設備結(jié)構(gòu)密切相關,其與另一種常見現(xiàn)象 - 汽蝕有一定的相似性,但二者的成因和影響機制存在顯著差異。本文旨在系統(tǒng)探討離心泵氣鎖的產(chǎn)生原因、避免措施,并詳細分析其與汽蝕的不同之處。通過查閱相關國外文獻,本文將為工程設計和離心泵運行維護提供理論依據(jù)和實踐指導。

離心泵作為流體輸送的重要設備,其高效、可靠運行對工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性至關重要。然而,氣鎖現(xiàn)象常常導致泵的性能下降甚至無法正常啟動。氣鎖是一種由氣體聚集在泵內(nèi)局部區(qū)域引起的流體動力學問題,通常表現(xiàn)為流體流動中斷、泵送能力喪失等。盡管氣鎖現(xiàn)象在實際應用中較為常見,但常常被誤認為是汽蝕現(xiàn)象。為了更好地理解和解決這一問題,本文將系統(tǒng)分析氣鎖的產(chǎn)生原因及其與汽蝕的本質(zhì)區(qū)別,并提出有效的預防措施。


離心泵氣鎖產(chǎn)生的原因:

氣鎖現(xiàn)象是由于泵腔內(nèi)氣體積聚,阻礙液體正常流動而導致的。其產(chǎn)生的原因主要包括以下幾個方面:



2.1 泵內(nèi)氣體未排除

在離心泵啟動前,泵體內(nèi)可能殘留一定量的氣體。如果啟動時未能排除這些氣體,它們會聚集在泵體的高點或葉輪附近,形成氣鎖。這種情況在初次啟動或停機后重新啟動時尤為常見。

2.2 吸入管路設計不合理

吸入管路的設計對氣鎖的產(chǎn)生有重要影響。如果吸入管路中存在高點,氣體容易在高點聚集,進而進入泵腔內(nèi)。此外,管路過長或管徑過小會導致液體流速降低,氣體更容易析出并聚集。

2.3 液體中溶解氣體析出

當泵內(nèi)局部壓力降低到液體的溶解氣體析出壓力以下時,溶解氣體會以氣泡的形式析出。這些氣泡可能在泵內(nèi)聚集,最終形成氣鎖。

2.4 運行操作不當

不當?shù)牟僮鞣绞揭部赡軐е職怄i。例如,在啟動泵之前未進行充分的灌泵操作,或者在泵運行中突然關閉吸入閥門,都可能導致氣體進入泵內(nèi)并形成氣鎖。

2.5 泵的安裝高度過高

如果泵的安裝高度超過吸入管路的允許吸上高度,吸入負壓可能導致氣體析出并聚集,從而產(chǎn)生氣鎖。


避免氣鎖的措施:

為了有效避免氣鎖現(xiàn)象的發(fā)生,可以采取以下措施:

3.1 合理設計吸入管路

吸入管路的設計應盡量避免高點的存在,同時應確保管路短直且直徑足夠大,以減少流速降低氣體析出的可能性。

3.2 充分進行排氣

在泵啟動前,應通過排氣閥排除泵體內(nèi)的氣體,確保泵內(nèi)充滿液體。此外,在泵運行過程中,應定期檢查并排除可能積聚的氣體。

3.3 控制泵的安裝高度

泵的安裝高度應在允許吸上高度范圍之內(nèi),以避免吸入負壓過大導致氣體析出。

3.4 改善運行操作

操作人員應嚴格按照操作規(guī)程進行泵的啟動和運行。例如,在啟動前確保吸入閥門打開,并避免突然關閉吸入閥門等操作。

3.5 使用防氣鎖裝置

在某些關鍵場合,可以在泵的高點安裝自動排氣閥或其它防氣鎖裝置,以自動排除泵內(nèi)氣體,防止氣鎖的發(fā)生。



氣鎖與汽蝕的區(qū)別:

盡管氣鎖與汽蝕在表現(xiàn)形式上有一定相似性,但二者的成因和影響機制存在顯著差異。

4.1 成因不同

氣鎖是由于氣體聚集在泵內(nèi)局部區(qū)域,阻礙液體流動而引起的。而汽蝕則是由于泵內(nèi)局部壓力降低到液體蒸汽壓力以下,液體發(fā)生汽化形成氣泡,氣泡在高壓區(qū)破裂時釋放能量導致設備損壞。

4.2 影響區(qū)域不同

氣鎖通常發(fā)生在泵腔的高點或葉輪附近,主要影響液體流動。而汽蝕主要發(fā)生在葉輪進口或其它低壓區(qū)域,其破壞性主要體現(xiàn)在氣泡破裂對設備表面的沖擊和侵蝕。

4.3 表現(xiàn)形式不同

氣鎖的主要表現(xiàn)是泵的流量下降或喪失泵送能力,而汽蝕除了可能會引起泵的性能下降外,還表現(xiàn)為泵內(nèi)噪聲增大、振動增強,同時伴隨葉輪葉片表面的侵蝕和磨損。

4.4 處理方法不同

氣鎖的處理方法主要是排除泵內(nèi)氣體,例如通過排氣閥排氣。而汽蝕的處理則需要提高泵的吸入壓力,例如降低泵的安裝高度、降低泵的轉(zhuǎn)速、增加一只誘導輪或設置一臺增壓泵。


離心泵氣鎖現(xiàn)象的產(chǎn)生與泵內(nèi)氣體的積聚密切相關,其成因包括泵腔內(nèi)氣體未排除、吸入管路設計不合理、液體中溶解氣體析出等。通過合理設計吸入管路、充分排氣、控制泵的安裝高度等措施,可以有效避免氣鎖的發(fā)生。盡管氣鎖與汽蝕在表現(xiàn)形式上有一定的相似性,但二者的成因和影響機制顯著不同。正確區(qū)分氣鎖和汽蝕,并采取針對性的預防和處理措施,對于確保離心泵的可靠運行具有重要意義。

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