壓力降低(di)(di)是(shi)(shi)汽蝕發(fa)生的(de)(de)(de)條件，水中存在大(da)量的(de)(de)(de)汽泡(pao)迅速破(po)裂則(ze)是(shi)(shi)汽蝕發(fa)生的(de)(de)(de)內因。因此，要改善和降低(di)(di)煤礦主排水泵葉輪(lun)的(de)(de)(de)汽蝕破(po)壞，需要提高(gao)水泵入(ru)口(kou)壓力。

　　在煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)相當于(yu)是(shi)煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)“心臟”，水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)工作性(xing)能的(de)(de)(de)好(hao)壞(huai)直接影響到煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)生產(chan)(chan)安(an)全(quan)，保證煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)排(pai)水(shui)(shui)(shui)(shui)設備尤(you)其是(shi)主(zhu)排(pai)水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)狀況的(de)(de)(de)完好(hao)和(he)穩定性(xing)具(ju)有(you)非(fei)常(chang)重要(yao)的(de)(de)(de)意義。水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)的(de)(de)(de)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)(lun)是(shi)水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)將(jiang)電機(ji)的(de)(de)(de)機(ji)械能轉化成水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)壓(ya)力能和(he)動能。對(dui)水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)來講(jiang)，只要(yao)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)(lun)性(xing)能良好(hao)就能保證水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)的(de)(de)(de)正常(chang)運行(xing)。然而(er)長期以來，困(kun)擾水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)正常(chang)運行(xing)的(de)(de)(de)一大難題就是(shi)水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)(lun)葉(xie)(xie)(xie)片的(de)(de)(de)損壞(huai)的(de)(de)(de)問題，產(chan)(chan)生這種破壞(huai)的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)原因(yin)，往(wang)往(wang)就是(shi)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)(lun)發(fa)生了汽蝕(shi)現象，所以研(yan)(yan)究(jiu)泵(beng)產(chan)(chan)生汽蝕(shi)現象的(de)(de)(de)原因(yin)以及如何預防汽蝕(shi)是(shi)非(fei)常(chang)關鍵的(de)(de)(de)問題。而(er)這也(ye)正是(shi)設計人(ren)員在煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)排(pai)水(shui)(shui)(shui)(shui)設備的(de)(de)(de)選型(xing)設計、安(an)裝(zhuang)過程(cheng)中重點要(yao)考慮的(de)(de)(de)問題，實際(ji)使用過程(cheng)中真正使煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)主(zhu)排(pai)水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)(lun)遭到破壞(huai)的(de)(de)(de)zui主(zhu)要(yao)原因(yin)是(shi)由于(yu)水(shui)(shui)(shui)(shui)中的(de)(de)(de)固(gu)體顆粒的(de)(de)(de)磨損，增大了礦(kuang)(kuang)水(shui)(shui)(shui)(shui)重度，從而(er)增加(jia)了汽蝕(shi)發(fa)生的(de)(de)(de)可能性(xing)。為此，本文專門研(yan)(yan)究(jiu)了煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)主(zhu)排(pai)水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)的(de)(de)(de)具(ju)體情況，就固(gu)體顆粒的(de)(de)(de)存在對(dui)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)(lun)破壞(huai)的(de)(de)(de)影響進行(xing)研(yan)(yan)究(jiu)。

　　1、汽蝕現象(xiang)產生的原因

　　泵進(jin)水(shui)口(kou)處的(de)(de)(de)壓力減小到當時水(shui)溫(wen)(wen)下(xia)的(de)(de)(de)汽蝕壓力時，水(shui)發生(sheng)(sheng)汽化。水(shui)在入水(shui)口(kou)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)氣(qi)體，從(cong)而(er)(er)入水(shui)口(kou)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)許多小氣(qi)泡(pao)(pao)(pao)。這些(xie)小氣(qi)泡(pao)(pao)(pao)隨水(shui)流進(jin)高(gao)壓區時，汽泡(pao)(pao)(pao)迅速(su)破(po)裂(lie)，周圍(wei)液體立即填充原汽泡(pao)(pao)(pao)空(kong)穴(xue)，由于(yu)汽泡(pao)(pao)(pao)破(po)裂(lie)時間很短，所以形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)高(gao)達幾百兆(zhao)帕的(de)(de)(de)水(shui)力沖擊(ji)。汽泡(pao)(pao)(pao)不斷(duan)地(di)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)與(yu)破(po)裂(lie)，巨大的(de)(de)(de)水(shui)力沖擊(ji)以每秒鐘(zhong)幾萬次的(de)(de)(de)頻率反復作用(yong)(yong)在葉(xie)輪上，時間一長，就會使葉(xie)輪的(de)(de)(de)葉(xie)片(pian)逐(zhu)漸因疲(pi)勞而(er)(er)剝(bo)落(luo)；同(tong)時，汽泡(pao)(pao)(pao)中(zhong)還夾(jia)雜有一些(xie)活潑氣(qi)體（如氧氣(qi)），對金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)光(guang)滑層因電解(jie)而(er)(er)逐(zhu)漸變得粗糙。金(jin)(jin)屬(shu)(shu)表(biao)(biao)面粗糙度被破(po)壞后，更加速(su)了機械剝(bo)蝕。另外，氣(qi)泡(pao)(pao)(pao)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)與(yu)破(po)裂(lie)的(de)(de)(de)過程中(zhong)，會使過流部件兩端(duan)產生(sheng)(sheng)溫(wen)(wen)度差異，其冷端(duan)與(yu)熱(re)端(duan)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)電偶而(er)(er)產生(sheng)(sheng)電位差，從(cong)而(er)(er)使金(jin)(jin)屬(shu)(shu)表(biao)(biao)面發生(sheng)(sheng)電解(jie)作用(yong)(yong)，金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)光(guang)滑層因電解(jie)而(er)(er)逐(zhu)漸變得粗糙。在機械剝(bo)蝕、化學腐蝕和電化學的(de)(de)(de)共同(tong)作用(yong)(yong)下(xia)，金(jin)(jin)屬(shu)(shu)表(biao)(biao)面很快(kuai)出(chu)現(xian)蜂窩狀的(de)(de)(de)麻點，并逐(zhu)漸形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)空(kong)洞而(er)(er)損壞，這種(zhong)現(xian)象稱之為汽蝕。

　　2、汽蝕現(xian)象(xiang)發生后對泵的(de)嚴重(zhong)影(ying)響

　　當汽蝕(shi)發展到(dao)一定程度時，將影響水泵的性(xing)能并妨礙其正(zheng)常運(yun)行。主要表現為以下幾個(ge)方面(mian)：

　　（1）泵的(de)性能改(gai)變 汽(qi)蝕(shi)初(chu)生(sheng)時(shi)，對水泵外特性并(bing)無明顯影響。汽(qi)蝕(shi)發展到一(yi)定程(cheng)度(du)后，水泵的(de)功率(lv)、效(xiao)率(lv)、流量和揚程(cheng)等參(can)數(shu)會(hui)突然下降。當汽(qi)蝕(shi)充分發展后，水流的(de)有效(xiao)過流面積會(hui)減小很多(duo)，以(yi)致引起水流中斷(duan)，不能工作。

　　（2）引起振(zhen)動(dong)和噪聲 氣泡(pao)破裂時，液(ye)體(ti)質點互(hu)相(xiang)沖擊，產生(sheng)噪音(yin)和機組振(zhen)動(dong)，兩者互(hu)相(xiang)激勵使泵產生(sheng)強烈振(zhen)動(dong)，稱為汽蝕共振(zhen)現象。

　　（3）過流(liu)部件表面的破壞 汽(qi)蝕破壞將大(da)大(da)縮短水泵(beng)的壽命，剝(bo)蝕和腐蝕嚴(yan)重時，會產生葉片(pian)斷裂或穿(chuan)孔等(deng)重大(da)事故(gu)。

　　3、葉輪(lun)磨損(sun)實驗分析

　　利用在葉(xie)(xie)輪(lun)(lun)(lun)葉(xie)(xie)片(pian)上(shang)(shang)涂漆的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方法，對(dui)葉(xie)(xie)輪(lun)(lun)(lun)損(sun)(sun)傷(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)位(wei)和程度(du)進(jin)行定性分(fen)析實(shi)(shi)(shi)(shi)驗條(tiao)件(jian)(jian)：（1）用含一定沙粒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)代替礦(kuang)(kuang)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)，使密度(du)和礦(kuang)(kuang)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)相(xiang)同(tong)（ρ=1025kg/m3），分(fen)別在發(fa)生(sheng)汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)和不發(fa)生(sheng)汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)情況(kuang)(kuang)下(xia)(xia)進(jin)行磨(mo)(mo)損(sun)(sun)實(shi)(shi)(shi)(shi)驗：（2）用清水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)在發(fa)生(sheng)汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)(kuang)下(xia)(xia)進(jin)行磨(mo)(mo)損(sun)(sun)實(shi)(shi)(shi)(shi)驗。水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)泵在以上(shang)(shang)2種(zhong)條(tiao)件(jian)(jian)下(xia)(xia)運行10h后，觀(guan)(guan)察葉(xie)(xie)輪(lun)(lun)(lun)損(sun)(sun)傷(shang)情況(kuang)(kuang)并進(jin)行分(fen)析。實(shi)(shi)(shi)(shi)際應用中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)煤(mei)礦(kuang)(kuang)主排(pai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)泵葉(xie)(xie)輪(lun)(lun)(lun)損(sun)(sun)壞zui嚴(yan)重的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)位(wei)是(shi)葉(xie)(xie)片(pian)壓力(li)面(mian)和吸水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)面(mian)，葉(xie)(xie)片(pian)材料(liao)剝(bo)落形(xing)成(cheng)凹坑，嚴(yan)重的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)甚(shen)至形(xing)成(cheng)葉(xie)(xie)片(pian)剝(bo)落：葉(xie)(xie)片(pian)出(chu)口壓力(li)面(mian)磨(mo)(mo)損(sun)(sun)也比(bi)(bi)較嚴(yan)重。后蓋板(ban)上(shang)(shang)從(cong)葉(xie)(xie)片(pian)到葉(xie)(xie)片(pian)中部(bu)凹凸不平，受(shou)到不同(tong)程度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)損(sun)(sun)壞。實(shi)(shi)(shi)(shi)踐證明，涂油漆只有(you)(you)(you)(you)葉(xie)(xie)片(pian)端有(you)(you)(you)(you)較明顯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)(gu)體顆(ke)(ke)(ke)(ke)粒摩擦痕跡，整個葉(xie)(xie)輪(lun)(lun)(lun)葉(xie)(xie)片(pian)流道沒有(you)(you)(you)(you)汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)點。汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)損(sun)(sun)失情況(kuang)(kuang)下(xia)(xia)，葉(xie)(xie)片(pian)端、葉(xie)(xie)片(pian)壓力(li)面(mian)、葉(xie)(xie)片(pian)出(chu)口壓力(li)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)油漆有(you)(you)(you)(you)較嚴(yan)重的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)(gu)體顆(ke)(ke)(ke)(ke)粒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)摩擦痕跡，特(te)別是(shi)葉(xie)(xie)片(pian)吸力(li)面(mian)有(you)(you)(you)(you)大面(mian)積的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)點存(cun)在，在損(sun)(sun)傷(shang)部(bu)位(wei)及程度(du)基(ji)本上(shang)(shang)和實(shi)(shi)(shi)(shi)際煤(mei)礦(kuang)(kuang)主排(pai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)泵葉(xie)(xie)輪(lun)(lun)(lun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)損(sun)(sun)傷(shang)情況(kuang)(kuang)一致，程度(du)較無汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)時(shi)(shi)(shi)好。條(tiao)件(jian)(jian)2下(xia)(xia)清水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)(shi)(shi)驗沒有(you)(you)(you)(you)磨(mo)(mo)痕，只有(you)(you)(you)(you)汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)點，汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)程度(du)和含沙水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)相(xiang)比(bi)(bi)要(yao)(yao)小得多，說明含沙粒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)礦(kuang)(kuang)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)擴大了汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)范圍。由此可見，在相(xiang)同(tong)流體介(jie)質條(tiao)件(jian)(jian)下(xia)(xia)，發(fa)生(sheng)汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)損(sun)(sun)傷(shang)比(bi)(bi)不發(fa)生(sheng)汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)時(shi)(shi)(shi)要(yao)(yao)嚴(yan)重；相(xiang)同(tong)汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)條(tiao)件(jian)(jian)下(xia)(xia)，有(you)(you)(you)(you)固(gu)(gu)體顆(ke)(ke)(ke)(ke)粒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)介(jie)質比(bi)(bi)沒有(you)(you)(you)(you)固(gu)(gu)體顆(ke)(ke)(ke)(ke)粒時(shi)(shi)(shi)要(yao)(yao)嚴(yan)重。因(yin)此，汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)是(shi)煤(mei)礦(kuang)(kuang)主排(pai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)泵葉(xie)(xie)輪(lun)(lun)(lun)損(sun)(sun)傷(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)(yao)原因(yin)，消除汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)可以降(jiang)低水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)泵的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)破(po)壞，消除水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)(gu)體顆(ke)(ke)(ke)(ke)粒則可更大程度(du)地(di)減輕破(po)壞。實(shi)(shi)(shi)(shi)驗結果表(biao)明，雖(sui)然我(wo)們還(huan)不清楚汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)與(yu)固(gu)(gu)體顆(ke)(ke)(ke)(ke)粒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大小是(shi)否有(you)(you)(you)(you)關(guan)系，但可以驗證破(po)壞作(zuo)用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)客(ke)觀(guan)(guan)存(cun)在。

　　4、對(dui)策與(yu)結論

　　由以上(shang)實驗可知道壓力降(jiang)低是(shi)汽蝕(shi)發生(sheng)(sheng)的(de)條件，水中存(cun)在大量的(de)汽泡迅速(su)破裂(lie)則是(shi)汽蝕(shi)發生(sheng)(sheng)的(de)內因(yin)。因(yin)此，為改善和(he)減輕煤(mei)礦(kuang)主排水泵葉輪的(de)汽蝕(shi)破壞，應從以下(xia)2方面改進：

　　（1）設計、制造方(fang)面。1）改(gai)變葉(xie)輪形狀的(de)(de)設計及優化(hua)葉(xie)輪的(de)(de)結構參數(shu)，改(gai)善汽蝕(shi)產生(sheng)(sheng)的(de)(de)外部(bu)條件；2）葉(xie)片及其(qi)他水(shui)流經(jing)的(de)(de)部(bu)件應選用抗汽蝕(shi)性能(neng)良(liang)好的(de)(de)材料；3）減(jian)少吸入管的(de)(de)壓(ya)力損(sun)失(shi)∑h、吸入管路(lu)系統包括底(di)閥、慮水(shui)器(qi)、管路(lu)、彎頭、等，使(shi)這些部(bu)位的(de)(de)安裝(zhuang)設計合理，減(jian)少損(sun)失(shi)，也(ye)是降低水(shui)泵發(fa)生(sheng)(sheng)汽蝕(shi)現象的(de)(de)重要(yao)途徑(jing)(jing)；4）減(jian)少泵本(ben)身必(bi)須的(de)(de)汽蝕(shi)余量，為此，可適當加大手級(ji)葉(xie)輪吸入口直徑(jing)(jing)，或采用無底(di)閥排水(shui)。

　　（2）使用方面。1）在(zai)安(an)裝允(yun)許的條件下，盡量(liang)減(jian)(jian)小泵(beng)(beng)的吸(xi)水(shui)(shui)高度(du)。這樣使泵(beng)(beng)運行中(zhong)的允(yun)許汽蝕(shi)(shi)(shi)余量(liang)更大些(xie)。一般情況下安(an)裝高度(du)在(zai)2～3.5m時(shi)，降(jiang)低(di)泵(beng)(beng)發生(sheng)汽蝕(shi)(shi)(shi)現象。2）降(jiang)低(di)井(jing)水(shui)(shui)的密(mi)度(du)，含煤粉和泥(ni)沙的礦井(jing)水(shui)(shui)，為了減(jian)(jian)小礦水(shui)(shui)密(mi)度(du)以減(jian)(jian)少(shao)泵(beng)(beng)的汽蝕(shi)(shi)(shi)，應在(zai)礦井(jing)排水(shui)(shui)之前做(zuo)沉淀處(chu)理(li)。3）減(jian)(jian)小水(shui)(shui)流進泵(beng)(beng)吸(xi)入口(kou)的平均(jun)流速。