壓力降低是(shi)汽(qi)(qi)蝕(shi)發(fa)生的(de)條件，水中(zhong)存在大量(liang)的(de)汽(qi)(qi)泡迅速破裂則是(shi)汽(qi)(qi)蝕(shi)發(fa)生的(de)內因。因此，要(yao)改(gai)善和降低煤礦主排水泵葉輪(lun)的(de)汽(qi)(qi)蝕(shi)破壞，需要(yao)提高水泵入口壓力(li)。

　　在煤(mei)(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)水(shui)(shui)泵(beng)相當于是(shi)(shi)煤(mei)(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)(de)(de)“心臟(zang)”，水(shui)(shui)泵(beng)工作性能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)好(hao)壞(huai)直接影(ying)(ying)響到(dao)煤(mei)(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)(de)(de)生產安(an)全，保(bao)證煤(mei)(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)排(pai)水(shui)(shui)設(she)備尤其是(shi)(shi)主(zhu)(zhu)排(pai)水(shui)(shui)泵(beng)狀況(kuang)的(de)(de)(de)(de)(de)完(wan)好(hao)和穩定性具有非(fei)常(chang)(chang)重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)意義。水(shui)(shui)泵(beng)的(de)(de)(de)(de)(de)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)(lun)是(shi)(shi)水(shui)(shui)泵(beng)將電機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)械能(neng)(neng)轉化成水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)壓力(li)能(neng)(neng)和動(dong)能(neng)(neng)。對水(shui)(shui)泵(beng)來講，只要(yao)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)(lun)性能(neng)(neng)良(liang)好(hao)就(jiu)(jiu)能(neng)(neng)保(bao)證水(shui)(shui)泵(beng)的(de)(de)(de)(de)(de)正(zheng)常(chang)(chang)運行(xing)(xing)。然(ran)而(er)(er)長期以來，困擾水(shui)(shui)泵(beng)正(zheng)常(chang)(chang)運行(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)大難題就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)水(shui)(shui)泵(beng)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)(lun)葉(xie)(xie)(xie)片(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)損壞(huai)的(de)(de)(de)(de)(de)問題，產生這種破(po)壞(huai)的(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)要(yao)原因，往(wang)往(wang)就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)(lun)發生了(le)汽(qi)蝕現象(xiang)，所以研(yan)究(jiu)泵(beng)產生汽(qi)蝕現象(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)原因以及如何預防(fang)汽(qi)蝕是(shi)(shi)非(fei)常(chang)(chang)關鍵的(de)(de)(de)(de)(de)問題。而(er)(er)這也(ye)正(zheng)是(shi)(shi)設(she)計(ji)人(ren)員在煤(mei)(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)排(pai)水(shui)(shui)設(she)備的(de)(de)(de)(de)(de)選型設(she)計(ji)、安(an)裝過(guo)程中(zhong)重(zhong)點要(yao)考(kao)慮的(de)(de)(de)(de)(de)問題，實際(ji)使用過(guo)程中(zhong)真正(zheng)使煤(mei)(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)主(zhu)(zhu)排(pai)水(shui)(shui)泵(beng)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)(lun)遭到(dao)破(po)壞(huai)的(de)(de)(de)(de)(de)zui主(zhu)(zhu)要(yao)原因是(shi)(shi)由于水(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)體顆粒的(de)(de)(de)(de)(de)磨(mo)損，增大了(le)礦(kuang)(kuang)水(shui)(shui)重(zhong)度，從而(er)(er)增加了(le)汽(qi)蝕發生的(de)(de)(de)(de)(de)可能(neng)(neng)性。為此，本文專門(men)研(yan)究(jiu)了(le)煤(mei)(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)主(zhu)(zhu)排(pai)水(shui)(shui)泵(beng)的(de)(de)(de)(de)(de)具體情況(kuang)，就(jiu)(jiu)固(gu)體顆粒的(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在對葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)(lun)破(po)壞(huai)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響進行(xing)(xing)研(yan)究(jiu)。

　　1、汽蝕現象產生的原因

　　泵進水(shui)口處的(de)(de)壓力(li)減小(xiao)到當(dang)時(shi)(shi)水(shui)溫下(xia)的(de)(de)汽(qi)蝕壓力(li)時(shi)(shi)，水(shui)發生(sheng)(sheng)汽(qi)化。水(shui)在(zai)入水(shui)口形(xing)(xing)成氣體(ti)，從而入水(shui)口形(xing)(xing)成許(xu)多小(xiao)氣泡(pao)。這(zhe)些小(xiao)氣泡(pao)隨水(shui)流進高壓區時(shi)(shi)，汽(qi)泡(pao)迅速(su)破(po)(po)裂(lie)，周圍液體(ti)立(li)即填充原(yuan)汽(qi)泡(pao)空穴，由(you)于(yu)汽(qi)泡(pao)破(po)(po)裂(lie)時(shi)(shi)間很短，所以形(xing)(xing)成高達幾百兆帕的(de)(de)水(shui)力(li)沖(chong)(chong)擊(ji)。汽(qi)泡(pao)不斷地形(xing)(xing)成與破(po)(po)裂(lie)，巨大的(de)(de)水(shui)力(li)沖(chong)(chong)擊(ji)以每秒(miao)鐘幾萬次(ci)的(de)(de)頻率(lv)反復作用在(zai)葉(xie)輪上，時(shi)(shi)間一長，就會使葉(xie)輪的(de)(de)葉(xie)片逐漸(jian)(jian)因(yin)疲勞(lao)而剝(bo)落；同(tong)時(shi)(shi)，汽(qi)泡(pao)中還夾雜有一些活潑氣體(ti)（如氧(yang)氣），對金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)光滑(hua)層因(yin)電(dian)(dian)解(jie)而逐漸(jian)(jian)變得粗(cu)糙。金(jin)屬(shu)(shu)表(biao)面粗(cu)糙度被破(po)(po)壞后，更加(jia)速(su)了機械剝(bo)蝕。另外，氣泡(pao)形(xing)(xing)成與破(po)(po)裂(lie)的(de)(de)過程中，會使過流部件兩端產生(sheng)(sheng)溫度差(cha)異(yi)，其冷端與熱端形(xing)(xing)成電(dian)(dian)偶(ou)而產生(sheng)(sheng)電(dian)(dian)位差(cha)，從而使金(jin)屬(shu)(shu)表(biao)面發生(sheng)(sheng)電(dian)(dian)解(jie)作用，金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)光滑(hua)層因(yin)電(dian)(dian)解(jie)而逐漸(jian)(jian)變得粗(cu)糙。在(zai)機械剝(bo)蝕、化學(xue)腐(fu)蝕和電(dian)(dian)化學(xue)的(de)(de)共同(tong)作用下(xia)，金(jin)屬(shu)(shu)表(biao)面很快出(chu)現蜂窩(wo)狀的(de)(de)麻(ma)點，并逐漸(jian)(jian)形(xing)(xing)成空洞而損壞，這(zhe)種現象稱之為汽(qi)蝕。

　　2、汽(qi)蝕現象發生后對(dui)泵的嚴重影(ying)響

　　當汽蝕發展到一定程度時(shi)，將影響水(shui)泵的性能(neng)并妨(fang)礙其正常運行。主要(yao)表(biao)現為(wei)以(yi)下幾(ji)個(ge)方面(mian)：

　　（1）泵(beng)的(de)性能改變 汽蝕初生(sheng)時，對水(shui)(shui)(shui)泵(beng)外特性并無明顯影(ying)響(xiang)。汽蝕發展到一定程度后(hou)，水(shui)(shui)(shui)泵(beng)的(de)功率、效(xiao)率、流(liu)量和揚(yang)程等參數會突然下降。當汽蝕充(chong)分發展后(hou)，水(shui)(shui)(shui)流(liu)的(de)有效(xiao)過流(liu)面積會減小很多，以致引(yin)起水(shui)(shui)(shui)流(liu)中斷，不(bu)能工作。

　　（2）引起振動(dong)和(he)噪(zao)聲 氣泡破裂(lie)時，液體質點互(hu)相沖(chong)擊，產生噪(zao)音和(he)機組振動(dong)，兩者互(hu)相激勵(li)使泵產生強烈振動(dong)，稱為汽蝕(shi)共振現象。

　　（3）過流部(bu)件表面的(de)(de)破(po)壞 汽蝕(shi)(shi)破(po)壞將大大縮(suo)短水泵的(de)(de)壽命，剝蝕(shi)(shi)和(he)腐蝕(shi)(shi)嚴重時，會產生葉片斷裂或(huo)穿(chuan)孔等重大事故。

　　3、葉輪磨損實驗分(fen)析

　　利(li)用(yong)在(zai)(zai)(zai)葉(xie)(xie)(xie)(xie)輪(lun)葉(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)上涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)的(de)(de)方(fang)法，對葉(xie)(xie)(xie)(xie)輪(lun)損(sun)傷的(de)(de)部(bu)位(wei)和(he)程(cheng)度(du)(du)進(jin)行定(ding)性分析實(shi)驗(yan)條(tiao)件(jian)(jian)：（1）用(yong)含一(yi)(yi)定(ding)沙(sha)粒(li)(li)的(de)(de)水(shui)(shui)代(dai)替礦(kuang)水(shui)(shui)，使(shi)密度(du)(du)和(he)礦(kuang)水(shui)(shui)相(xiang)同(tong)（ρ=1025kg/m3），分別(bie)在(zai)(zai)(zai)發(fa)(fa)生(sheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)和(he)不(bu)(bu)發(fa)(fa)生(sheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)情(qing)況(kuang)下(xia)(xia)(xia)進(jin)行磨損(sun)實(shi)驗(yan)：（2）用(yong)清(qing)(qing)(qing)水(shui)(shui)在(zai)(zai)(zai)發(fa)(fa)生(sheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)情(qing)況(kuang)下(xia)(xia)(xia)進(jin)行磨損(sun)實(shi)驗(yan)。水(shui)(shui)泵(beng)在(zai)(zai)(zai)以(yi)上2種條(tiao)件(jian)(jian)下(xia)(xia)(xia)運行10h后，觀察(cha)葉(xie)(xie)(xie)(xie)輪(lun)損(sun)傷情(qing)況(kuang)并(bing)進(jin)行分析。實(shi)際應用(yong)中的(de)(de)煤礦(kuang)主(zhu)(zhu)排水(shui)(shui)泵(beng)葉(xie)(xie)(xie)(xie)輪(lun)損(sun)壞(huai)(huai)zui嚴重(zhong)(zhong)的(de)(de)部(bu)位(wei)是(shi)(shi)葉(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)壓(ya)(ya)力面和(he)吸(xi)水(shui)(shui)面，葉(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)材料剝(bo)落(luo)形(xing)成凹坑(keng)，嚴重(zhong)(zhong)的(de)(de)甚至形(xing)成葉(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)剝(bo)落(luo)：葉(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)出口壓(ya)(ya)力面磨損(sun)也比(bi)較嚴重(zhong)(zhong)。后蓋板上從葉(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)到(dao)葉(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)中部(bu)凹凸(tu)不(bu)(bu)平，受到(dao)不(bu)(bu)同(tong)程(cheng)度(du)(du)的(de)(de)損(sun)壞(huai)(huai)。實(shi)踐證明，涂(tu)(tu)油(you)漆(qi)(qi)只(zhi)有(you)(you)(you)葉(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)端有(you)(you)(you)較明顯的(de)(de)固(gu)(gu)體(ti)(ti)顆(ke)粒(li)(li)摩(mo)擦(ca)痕(hen)跡(ji)(ji)，整個(ge)葉(xie)(xie)(xie)(xie)輪(lun)葉(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)流(liu)道沒有(you)(you)(you)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)點(dian)。汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)損(sun)失情(qing)況(kuang)下(xia)(xia)(xia)，葉(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)端、葉(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)壓(ya)(ya)力面、葉(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)出口壓(ya)(ya)力面的(de)(de)油(you)漆(qi)(qi)有(you)(you)(you)較嚴重(zhong)(zhong)的(de)(de)固(gu)(gu)體(ti)(ti)顆(ke)粒(li)(li)的(de)(de)摩(mo)擦(ca)痕(hen)跡(ji)(ji)，特別(bie)是(shi)(shi)葉(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)吸(xi)力面有(you)(you)(you)大面積(ji)的(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)點(dian)存在(zai)(zai)(zai)，在(zai)(zai)(zai)損(sun)傷部(bu)位(wei)及(ji)程(cheng)度(du)(du)基本(ben)上和(he)實(shi)際煤礦(kuang)主(zhu)(zhu)排水(shui)(shui)泵(beng)葉(xie)(xie)(xie)(xie)輪(lun)的(de)(de)損(sun)傷情(qing)況(kuang)一(yi)(yi)致(zhi)，程(cheng)度(du)(du)較無(wu)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)時(shi)好(hao)。條(tiao)件(jian)(jian)2下(xia)(xia)(xia)清(qing)(qing)(qing)水(shui)(shui)的(de)(de)實(shi)驗(yan)沒有(you)(you)(you)磨痕(hen)，只(zhi)有(you)(you)(you)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)點(dian)，汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)程(cheng)度(du)(du)和(he)含沙(sha)水(shui)(shui)相(xiang)比(bi)要(yao)(yao)小(xiao)得多，說(shuo)明含沙(sha)粒(li)(li)的(de)(de)礦(kuang)水(shui)(shui)擴大了汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)范圍(wei)。由此(ci)可見，在(zai)(zai)(zai)相(xiang)同(tong)流(liu)體(ti)(ti)介(jie)質(zhi)條(tiao)件(jian)(jian)下(xia)(xia)(xia)，發(fa)(fa)生(sheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)時(shi)的(de)(de)損(sun)傷比(bi)不(bu)(bu)發(fa)(fa)生(sheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)時(shi)要(yao)(yao)嚴重(zhong)(zhong)；相(xiang)同(tong)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)條(tiao)件(jian)(jian)下(xia)(xia)(xia)，有(you)(you)(you)固(gu)(gu)體(ti)(ti)顆(ke)粒(li)(li)的(de)(de)介(jie)質(zhi)比(bi)沒有(you)(you)(you)固(gu)(gu)體(ti)(ti)顆(ke)粒(li)(li)時(shi)要(yao)(yao)嚴重(zhong)(zhong)。因此(ci)，汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)是(shi)(shi)煤礦(kuang)主(zhu)(zhu)排水(shui)(shui)泵(beng)葉(xie)(xie)(xie)(xie)輪(lun)損(sun)傷的(de)(de)主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)原因，消除(chu)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)可以(yi)降(jiang)低水(shui)(shui)泵(beng)的(de)(de)破壞(huai)(huai)，消除(chu)水(shui)(shui)中的(de)(de)固(gu)(gu)體(ti)(ti)顆(ke)粒(li)(li)則可更大程(cheng)度(du)(du)地(di)減(jian)輕破壞(huai)(huai)。實(shi)驗(yan)結果表明，雖(sui)然我(wo)們還不(bu)(bu)清(qing)(qing)(qing)楚(chu)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)與固(gu)(gu)體(ti)(ti)顆(ke)粒(li)(li)的(de)(de)大小(xiao)是(shi)(shi)否有(you)(you)(you)關系，但可以(yi)驗(yan)證破壞(huai)(huai)作用(yong)的(de)(de)客觀存在(zai)(zai)(zai)。

　　4、對策與(yu)結論

　　由以(yi)上實(shi)驗可知道壓力降低(di)是(shi)汽(qi)蝕(shi)(shi)發生的條件，水中存(cun)在大量的汽(qi)泡(pao)迅速破裂則是(shi)汽(qi)蝕(shi)(shi)發生的內(nei)因(yin)。因(yin)此，為改善和(he)減輕煤(mei)礦主排水泵葉輪的汽(qi)蝕(shi)(shi)破壞，應從以(yi)下2方面改進：

　　（1）設(she)(she)計(ji)、制造方面。1）改變葉輪形狀(zhuang)的(de)設(she)(she)計(ji)及優(you)化葉輪的(de)結構(gou)參數(shu)，改善(shan)汽(qi)蝕(shi)(shi)產(chan)生的(de)外部條件；2）葉片及其他(ta)水(shui)流經的(de)部件應選用抗汽(qi)蝕(shi)(shi)性能(neng)良好的(de)材料；3）減少(shao)吸(xi)入管(guan)的(de)壓力(li)損失∑h、吸(xi)入管(guan)路系統(tong)包括(kuo)底(di)閥、慮(lv)水(shui)器、管(guan)路、彎頭、等，使這些部位的(de)安裝(zhuang)設(she)(she)計(ji)合理，減少(shao)損失，也是降(jiang)低水(shui)泵(beng)發生汽(qi)蝕(shi)(shi)現象(xiang)的(de)重(zhong)要途徑；4）減少(shao)泵(beng)本身(shen)必須的(de)汽(qi)蝕(shi)(shi)余量，為此，可適當加(jia)大(da)手級葉輪吸(xi)入口直徑，或采用無底(di)閥排水(shui)。

　　（2）使用方面。1）在(zai)安(an)裝允(yun)許(xu)的(de)條(tiao)件下，盡(jin)量減小泵(beng)的(de)吸水(shui)高度。這樣(yang)使泵(beng)運行(xing)中的(de)允(yun)許(xu)汽蝕余量更大(da)些。一般(ban)情況下安(an)裝高度在(zai)2～3.5m時(shi)，降低泵(beng)發(fa)生汽蝕現象(xiang)。2）降低井水(shui)的(de)密度，含煤(mei)粉和泥沙的(de)礦井水(shui)，為(wei)了減小礦水(shui)密度以減少泵(beng)的(de)汽蝕，應在(zai)礦井排水(shui)之(zhi)前做沉淀處(chu)理。3）減小水(shui)流(liu)進泵(beng)吸入口的(de)平均(jun)流(liu)速。