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化工泵输送特殊液体时汽蚀情况的探讨
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特殊液体是指和常温清水不同的液体,如高温水和油等。实验表明,不同温度的水的汽蚀对化工泵性能影响的趋势如图5-29所示。
由图5-30可知,对同一台化工泵,在对应温度的装置汽蚀余量下,水的温度越高越不容易发生汽蚀(油等特殊液体和高温水的趋势相同)。对于水和特殊液体,在同一流量和同一转速下进行汽蚀试验时,两者在扬程开始下降时的NPSHB大致相同,但是部分液体开始汽化后的情况就不同了。对应相同的装置汽蚀余量,特殊液体要比常温水的扬程下降小。也就是说,对应相同的扬程下降(如△H=3%H),特殊液体的NPSH小,即引起的压力下降比常温清水的小。根据流体力学推得的汽蚀余量NPSH=v02/2g+λw02/2g的概念,不论那种液体流过同一化工泵进口,均产生相同的压力降,即NPSHr相同。为什么汽蚀的发展程度不同呢?这种现象用从前以Pk=pv为基准,从流体力学观点得到的汽蚀理论是解释不通的。这需要用汽蚀的热力学效应说明。
汽蚀的发展过程和热力学因素有关,其中一个因素就是汽蚀时产生蒸汽越多的液体(即蒸汽比容大)汽蚀发展的越严重。水的蒸汽比容随温度增高而减小,所以温度越高,汽蚀发展越弱。油等特殊液体的蒸汽比容在相同温度下,要比水的蒸汽比容小,而且随温度增高而减小。另外一个因素是从发生汽蚀时的热平衡考虑,饱和液体变为饱和蒸气蒸发的这部分液体,要从周围的液体中吸取汽化潜热,由此使周围液体的温度下降,相应地汽化压力也要降低,在原汽化压力下汽化的液体,现在则不汽化了,唯有压力降低到新的汽化压力下才继续汽化。这就阻止了液体继续汽化,从而也就阻止了汽蚀进一步发展。液体温度越高,这种影响越显著。
总之,不同液体的蒸汽比容、比热、汽化潜热等热力学性质不同,因而汽蚀的过程也不同。
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