關(guān)于液氧泵氣蝕的若干問(wèn)題
一、低壓空分液氧泵氣蝕的表現(xiàn)
在全低壓空分設(shè)備中,有時(shí)發(fā)現(xiàn)離心式液氧泵出口壓力突然下降,液氧排不出去液氧泵無(wú)法繼續(xù)工作。常常稱此現(xiàn)象為“帶氣”,這種液氧泵“帶氣”的現(xiàn)象,專業(yè)術(shù)語(yǔ)叫做“汽蝕”。
二、液氧泵產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象的原理
因素一、當(dāng)液體的壓力低于相對(duì)應(yīng)的飽和蒸氣壓力時(shí),液體就要汽化。這種情況在低溫泵內(nèi)容易產(chǎn)生,當(dāng)葉輪葉片進(jìn)口處液體壓力降低到等于液體在該處溫度下的飽和蒸氣壓力時(shí),液氧就開(kāi)始沸騰、汽化,于是在液體中產(chǎn)生氣泡。夾帶著氣泡的液體沿葉輪離心力方向流動(dòng),當(dāng)它到達(dá)葉輪內(nèi)壓力升高的區(qū)域時(shí)(即氣泡外面的壓力高于相應(yīng)的汽化壓力區(qū)域)、蒸氣又重新冷。由于氣泡外面的壓力很大,故在氣泡凝結(jié)時(shí),周圍的液體以很高的速度沖向氣泡所占有的空間,在該區(qū)域葉輪的表面上產(chǎn)生局部沖擊作用(即發(fā)生強(qiáng)烈的水擊現(xiàn)象)。這就是通常所稱的液氧泵的汽蝕現(xiàn)象。
因素二、當(dāng)主冷凝蒸發(fā)器壓力降低或液氧進(jìn)口過(guò)濾器堵塞、進(jìn)口管道阻力增加時(shí),也可能發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。
汽蝕對(duì)液氧泵的影響隨著它的程度不同而有差別。當(dāng)汽蝕程度不嚴(yán)重時(shí),其影響不大。如果汽蝕達(dá)到一定程度,工作輪葉片進(jìn)口處產(chǎn)生的氣泡很多,這些氣泡隨著液體進(jìn)入壓力高的地方(工作輪出口處)又凝縮成液體,氣泡即迅速破裂。由于氣液的密度差幾百倍,當(dāng)液氧凝縮時(shí),體積突然縮小,周圍的液體以很高的速度沖向氣泡位置,使與氣泡相接觸的葉輪表面受到猛烈沖擊。它不僅使泵的流量、揚(yáng)程及效率急驟下降,液流的連續(xù)性遭到破壞,而且使泵的葉輪、導(dǎo)輪和泵殼表面出現(xiàn)凹陷和顯微裂紋;遭受氣體沖擊的地方還會(huì)產(chǎn)生化學(xué)腐蝕。因此要全力避免液氧泵出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象。
四、避免氣蝕現(xiàn)象發(fā)生的考慮
為了避免歧視現(xiàn)象的發(fā)生，常常使液氧在進(jìn)泵時(shí)有一個(gè)過(guò)冷度,以減少泵內(nèi)液體汽化的可能。
如果提高液氧泵的進(jìn)口壓力,就提高了液氧的飽和溫度,使液氧有一定的過(guò)冷度。一般是降低液氧泵的安裝位置,以提高液氧泵的進(jìn)口壓力(即使液氧進(jìn)口處有一定的靜壓頭),同時(shí)使過(guò)冷度提高(設(shè)計(jì)時(shí)考慮過(guò)冷度為6℃~10℃)。
例如,主冷凝蒸發(fā)器液氧的壓力為0.04MPa時(shí),其飽和溫度為94K,當(dāng)液氧泵進(jìn)口壓力由于液柱的靜壓而增加為0.09MPa時(shí),其飽和溫度為97K,相當(dāng)于液氧獲得了3℃的過(guò)冷度。此外,在操作中也應(yīng)加以注意:液氧吸附器在啟用前應(yīng)徹底預(yù)冷,直至放出液體時(shí)為止;在關(guān)閉其旁通閥時(shí)不要操之過(guò)急等等。汽蝕現(xiàn)象一但產(chǎn)生,則應(yīng)立即排氣,以保證液氧泵安全運(yùn)轉(zhuǎn)。為了提高液氧泵的抗汽蝕能力,在結(jié)構(gòu)上目前均采用在工作輪前面安置螺旋式或軸流式誘導(dǎo)輪的方法。
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