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液环式真空泵的汽蚀现象

2020-01-06

液环式真空泵的汽蚀现象

液环式真空泵在工作时,在一定温度下,当低压处的液体压力低于在该温度下的汽化压力(即饱和蒸汽压),液体开始汽化而产生气泡,并随液体进入高压区时,气泡破裂,周围液体迅速填充原气泡空穴,产生水力冲击。这种气泡的产生、发展和破裂现象就称为汽蚀:

在液环式真空泵的工作过程中,吸入区域的压力与被抽系统的压力是一致的。也就是说,被抽系统的真空度越高,吸入区域的真空度也越高:

液环式真空泵需要用液体作为工作介质。每种液体在某一温度下都有对应的饱和蒸汽压。当吸入区域的压力越接近液体的饱和蒸汽压时,液体越接近沸腾状态。这时,在吸入区域的工作液表面会产生大量的汽泡,由于液体在工作腔内产生的工作液蒸汽会占据部分工作腔的空间,泵对外的吸气能力会有所下降。当吸入区域的压力达到工作液的饱和蒸汽压时,可以认为工作腔内全部充满了工作液蒸汽,此时泵对外的吸气能力接近于0,而此时泵的汽蚀现象也更为严重:

如果工作液是水,水温越高,泵的抽气性能下降越多:

液环泵的汽蚀损坏和离心式水泵的汽蚀损坏原理是一样的,都是在汽泡产生和破裂的部位,金属表面出现点蚀现象,严重的会出现蜂窝状损坏。如果真空泵叶轮在汽蚀部位有较大的残余应力,还会引起应力释放,产生裂纹:

由于泵汽蚀时,气泡在高压区连续发生突然破裂,以及伴随的强烈水击,而产生噪声和振动。可以听到像爆豆似的劈劈啪啪的声音。实测结果表明,汽蚀引起的振动频率范围为600~25000hz,压力达49mpa:

如果上述气泡在金属表面上破裂,金属表面将受到连续强烈的水击,出现麻点,金属晶粒松动并剥落而成蜂窝状,甚至穿孔。汽蚀破坏除机械作用外,还伴随有电解、化学腐蚀等多种复杂的作用。实际破坏情况表明,泵过流部件汽蚀破坏的部位,正是气泡消失的地方:

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