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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
點(diǎn)擊次數(shù)：441 發(fā)布時(shí)間：2025-3-7
離心泵廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)，是一種非常高效的液體輸送設(shè)備。然而，在其運(yùn)行過(guò)程中，氣鎖問(wèn)題常常導(dǎo)致泵的性能下降甚至無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。氣鎖的產(chǎn)生與流體動(dòng)力學(xué)和設(shè)備結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，其與另一種常見(jiàn)現(xiàn)象 - 汽蝕有一定的相似性，但二者的成因和影響機(jī)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(xì)分析其與汽蝕的不同之處。通過(guò)查閱相關(guān)國(guó)外文獻(xiàn)，本文將為工程設(shè)計(jì)和離心泵運(yùn)行維護(hù)提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。
離心泵作為流體輸送的重要設(shè)備，其高效、可靠運(yùn)行對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性至關(guān)重要。然而，氣鎖現(xiàn)象常常導(dǎo)致泵的性能下降甚至無(wú)法正常啟動(dòng)。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(dòng)力學(xué)問(wèn)題，通常表現(xiàn)為流體流動(dòng)中斷、泵送能力喪失等。盡管氣鎖現(xiàn)象在實(shí)際應(yīng)用中較為常見(jiàn)，但常常被誤認(rèn)為是汽蝕現(xiàn)象。為了更好地理解和解決這一問(wèn)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(yù)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(dòng)而導(dǎo)致的。其產(chǎn)生的原因主要包括以下幾個(gè)方面：
2.1 泵內(nèi)氣體未排除
在離心泵啟動(dòng)前，泵體內(nèi)可能殘留一定量的氣體。如果啟動(dòng)時(shí)未能排除這些氣體，它們會(huì)聚集在泵體的高點(diǎn)或葉輪附近，形成氣鎖。這種情況在初次啟動(dòng)或停機(jī)后重新啟動(dòng)時(shí)尤為常見(jiàn)。
2.2 吸入管路設(shè)計(jì)不合理
吸入管路的設(shè)計(jì)對(duì)氣鎖的產(chǎn)生有重要影響。如果吸入管路中存在高點(diǎn)，氣體容易在高點(diǎn)聚集，進(jìn)而進(jìn)入泵腔內(nèi)。此外，管路過(guò)長(zhǎng)或管徑過(guò)小會(huì)導(dǎo)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(dāng)泵內(nèi)局部壓力降低到液體的溶解氣體析出壓力以下時(shí)，溶解氣體會(huì)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(yùn)行操作不當(dāng)
不當(dāng)?shù)牟僮鞣绞揭部赡軐?dǎo)致氣鎖。例如，在啟動(dòng)泵之前未進(jìn)行充分的灌泵操作，或者在泵運(yùn)行中突然關(guān)閉吸入閥門，都可能導(dǎo)致氣體進(jìn)入泵內(nèi)并形成氣鎖。
2.5 泵的安裝高度過(guò)高
如果泵的安裝高度超過(guò)吸入管路的允許吸上高度，吸入負(fù)壓可能導(dǎo)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(shè)計(jì)吸入管路
吸入管路的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避免高點(diǎn)的存在，同時(shí)應(yīng)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(jìn)行排氣
在泵啟動(dòng)前，應(yīng)通過(guò)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(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)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(yīng)在允許吸上高度范圍之內(nèi)，以避免吸入負(fù)壓過(guò)大導(dǎo)致氣體析出。
3.4 改善運(yùn)行操作
操作人員應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行泵的啟動(dòng)和運(yùn)行。例如，在啟動(dòng)前確保吸入閥門打開(kāi)，并避免突然關(guān)閉吸入閥門等操作。
3.5 使用防氣鎖裝置
在某些關(guān)鍵場(chǎng)合，可以在泵的高點(diǎn)安裝自動(dòng)排氣閥或其它防氣鎖裝置，以自動(dòng)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(jī)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(dòng)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(shí)釋放能量導(dǎo)致設(shè)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(diǎn)或葉輪附近，主要影響液體流動(dòng)。而汽蝕主要發(fā)生在葉輪進(jìn)口或其它低壓區(qū)域，其破壞性主要體現(xiàn)在氣泡破裂對(duì)設(shè)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(huì)引起泵的性能下降外，還表現(xiàn)為泵內(nèi)噪聲增大、振動(dòng)增強(qiáng)，同時(shí)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(guò)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(dǎo)輪或設(shè)置一臺(tái)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(guān)，其成因包括泵腔內(nèi)氣體未排除、吸入管路設(shè)計(jì)不合理、液體中溶解氣體析出等。通過(guò)合理設(shè)計(jì)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(jī)制顯著不同。正確區(qū)分氣鎖和汽蝕，并采取針對(duì)性的預(yù)防和處理措施，對(duì)于確保離心泵的可靠運(yùn)行具有重要意義。