中企时代：喷泉瀑布中离心泵汔蚀性能提高及应用

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中企时代喷泉10月10日号讯：

1.喷泉瀑布离心泵汽蚀及所产生的危害
现在应用于园林喷泉及大型瀑布景观的水泵大多数是采用离心水泵，目的是将水提升到一定的高度沿着水池口落下形成瀑布景观，大流量的喷泉瀑布离心泵需要建立水泵房，通过水泵旋转的机械能转换成水流的动能和势能。喷泉瀑布离心泵在运转过程中，由于叶轮进口处液体局部压力降低而导致其内生成汽泡，在稍后压力升高处汽泡又缩小或消失，出现水力机械所特有的汽蚀现象。当喷泉瀑布离心泵发生汽蚀时，叶轮会遭受汽蚀破坏，影响喷泉瀑布离心泵性能并妨碍其正常运行。首先，喷泉瀑布离心泵汽蚀时叶轮内液体的能量交换受到干扰和破坏，在外特性上表现为流量扬程曲线、流量轴
功率曲线、流量效率曲线下降。严重时会使喷泉瀑布离心泵中的液流中断，不能工作。其次，因为汽蚀过程是非常态的，导致液流产生较大的压力脉动，但压力脉动的频率和相关部件的固有频率一致或接近时就会产生较大振动。同时，汽蚀过程中空泡破灭会产生很大的冲击和噪声。另外，汽蚀对过流部件也有很大的破坏作用，其中对于叶轮的破坏最严重，其他如叶轮口环间隙处会产生间隙汽蚀破坏，甚至导叶处有时也能发现汽蚀的破坏。这种破坏大大的缩短喷泉瀑布离心泵的大修周期和使用寿命，严重时会产生叶片断裂或外壳穿孔等重大事故。因此，如何提高喷泉瀑布离心泵的汽蚀性能，解决喷泉瀑布离心泵正常运行的难题，在设计时显得十分重要。
2.喷泉瀑布离心泵发生汽蚀的理论关系
在景观工程应用中，改善汽蚀性能的主要方法是发展耐汽蚀材料和研究高抗汽蚀的叶轮，而应用耐汽蚀材料只是防止叶轮本身受到汽蚀破坏，汽蚀现象仍然在叶轮内部的流动中发生，也就是说对于喷泉瀑布离心泵本身的运行可靠性并没有得到有效改善。因此，从离心叶轮机械内流理论出发，深入研究汽蚀机理，将其应用于高抗汽蚀叶轮的研制和开发中，对叶轮进行最优化设计，才是提高汽蚀性能最有前途的发展方向。根据喷泉瀑布离心泵汽蚀理论，喷泉瀑布离心泵是否发生汽蚀受到泵本身和吸入装置两个方面的影响，具体表现就是泵汽蚀余量NPSHr和装置汽蚀余量NPSHa二者的关系。其中NPSHr表示泵不发生汽蚀，要求在泵进口处单位重量液体具有超过汽化压力水头的富余能量，NPSHa表示泵进口处液体具有的全部水头减去汽化压力水头净剩的值。