壓力降低是汽蝕發生的條件，水(shui)中存在大量的汽泡迅(xun)速破裂(lie)則是汽蝕發生的內(nei)因(yin)。因(yin)此(ci)，要改善(shan)和降低煤礦主排水(shui)泵葉輪的汽蝕破壞，需要提高水泵入(ru)口壓(ya)力(li)。

　　在(zai)煤礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)水(shui)(shui)(shui)泵(beng)相當(dang)于是(shi)(shi)煤礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)(de)(de)“心臟”，水(shui)(shui)(shui)泵(beng)工作性(xing)能的(de)(de)(de)(de)(de)好(hao)(hao)壞(huai)直接影響到煤礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)產安(an)全，保證煤礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)排(pai)(pai)水(shui)(shui)(shui)設(she)備(bei)尤(you)其是(shi)(shi)主(zhu)排(pai)(pai)水(shui)(shui)(shui)泵(beng)狀(zhuang)況的(de)(de)(de)(de)(de)完好(hao)(hao)和(he)穩定(ding)性(xing)具有非常重要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)意義(yi)。水(shui)(shui)(shui)泵(beng)的(de)(de)(de)(de)(de)葉(xie)輪(lun)(lun)是(shi)(shi)水(shui)(shui)(shui)泵(beng)將電(dian)機的(de)(de)(de)(de)(de)機械(xie)能轉化成水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)壓力(li)能和(he)動能。對(dui)水(shui)(shui)(shui)泵(beng)來講，只(zhi)要(yao)葉(xie)輪(lun)(lun)性(xing)能良好(hao)(hao)就能保證水(shui)(shui)(shui)泵(beng)的(de)(de)(de)(de)(de)正(zheng)(zheng)常運行(xing)。然而長(chang)期以(yi)來，困擾水(shui)(shui)(shui)泵(beng)正(zheng)(zheng)常運行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)一大(da)難題(ti)就是(shi)(shi)水(shui)(shui)(shui)泵(beng)葉(xie)輪(lun)(lun)葉(xie)片的(de)(de)(de)(de)(de)損壞(huai)的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti)，產生(sheng)這種破壞(huai)的(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)原因，往(wang)往(wang)就是(shi)(shi)葉(xie)輪(lun)(lun)發生(sheng)了(le)(le)汽(qi)(qi)蝕現(xian)象(xiang)，所以(yi)研究泵(beng)產生(sheng)汽(qi)(qi)蝕現(xian)象(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)原因以(yi)及如何(he)預(yu)防汽(qi)(qi)蝕是(shi)(shi)非常關(guan)鍵的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti)。而這也正(zheng)(zheng)是(shi)(shi)設(she)計人員在(zai)煤礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)排(pai)(pai)水(shui)(shui)(shui)設(she)備(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)選型設(she)計、安(an)裝過程中(zhong)重點要(yao)考慮的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti)，實(shi)際使(shi)(shi)用(yong)過程中(zhong)真正(zheng)(zheng)使(shi)(shi)煤礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)主(zhu)排(pai)(pai)水(shui)(shui)(shui)泵(beng)葉(xie)輪(lun)(lun)遭到破壞(huai)的(de)(de)(de)(de)(de)zui主(zhu)要(yao)原因是(shi)(shi)由于水(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)體顆粒的(de)(de)(de)(de)(de)磨損，增大(da)了(le)(le)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)水(shui)(shui)(shui)重度，從而增加了(le)(le)汽(qi)(qi)蝕發生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)可能性(xing)。為(wei)此(ci)，本文專門研究了(le)(le)煤礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)主(zhu)排(pai)(pai)水(shui)(shui)(shui)泵(beng)的(de)(de)(de)(de)(de)具體情況，就固(gu)體顆粒的(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)對(dui)葉(xie)輪(lun)(lun)破壞(huai)的(de)(de)(de)(de)(de)影響進行(xing)研究。

　　1、汽蝕現象產生的原因

　　泵進水(shui)(shui)口處的(de)(de)壓(ya)力減(jian)小(xiao)到當時(shi)(shi)水(shui)(shui)溫下的(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)蝕(shi)壓(ya)力時(shi)(shi)，水(shui)(shui)發(fa)生(sheng)(sheng)汽(qi)(qi)(qi)化(hua)。水(shui)(shui)在(zai)入水(shui)(shui)口形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)，從(cong)而(er)入水(shui)(shui)口形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)許多小(xiao)氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)。這(zhe)些(xie)小(xiao)氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)隨水(shui)(shui)流進高壓(ya)區時(shi)(shi)，汽(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)迅速破裂(lie)，周圍(wei)液體(ti)立(li)即填充原汽(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)空穴，由于汽(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)破裂(lie)時(shi)(shi)間很短，所(suo)以形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)高達幾百兆帕的(de)(de)水(shui)(shui)力沖(chong)擊。汽(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)不斷(duan)地形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)與(yu)(yu)破裂(lie)，巨大的(de)(de)水(shui)(shui)力沖(chong)擊以每秒鐘幾萬次的(de)(de)頻率(lv)反復作(zuo)用(yong)在(zai)葉輪上(shang)，時(shi)(shi)間一(yi)長，就會使葉輪的(de)(de)葉片逐(zhu)漸因(yin)疲(pi)勞而(er)剝落；同時(shi)(shi)，汽(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)中還夾雜有一(yi)些(xie)活潑氣(qi)(qi)(qi)體(ti)（如氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)），對金屬(shu)(shu)的(de)(de)光(guang)滑層因(yin)電(dian)解(jie)而(er)逐(zhu)漸變(bian)得(de)(de)粗(cu)糙(cao)。金屬(shu)(shu)表(biao)面粗(cu)糙(cao)度被破壞后，更加速了機械(xie)剝蝕(shi)。另外(wai)，氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)與(yu)(yu)破裂(lie)的(de)(de)過(guo)程中，會使過(guo)流部件兩端(duan)產生(sheng)(sheng)溫度差(cha)(cha)異，其冷端(duan)與(yu)(yu)熱端(duan)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)電(dian)偶而(er)產生(sheng)(sheng)電(dian)位差(cha)(cha)，從(cong)而(er)使金屬(shu)(shu)表(biao)面發(fa)生(sheng)(sheng)電(dian)解(jie)作(zuo)用(yong)，金屬(shu)(shu)的(de)(de)光(guang)滑層因(yin)電(dian)解(jie)而(er)逐(zhu)漸變(bian)得(de)(de)粗(cu)糙(cao)。在(zai)機械(xie)剝蝕(shi)、化(hua)學腐蝕(shi)和(he)電(dian)化(hua)學的(de)(de)共同作(zuo)用(yong)下，金屬(shu)(shu)表(biao)面很快出(chu)現蜂窩狀的(de)(de)麻點(dian)，并逐(zhu)漸形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)空洞而(er)損壞，這(zhe)種(zhong)現象(xiang)稱之為汽(qi)(qi)(qi)蝕(shi)。

　　2、汽蝕現象發生后對泵的嚴(yan)重影響

　　當汽蝕(shi)發展到一定(ding)程度(du)時，將影(ying)響水(shui)泵的(de)性能并妨(fang)礙其(qi)正常運行。主要(yao)表現為以下幾個方面：

　　（1）泵的(de)性能改變(bian) 汽蝕(shi)初生時(shi)，對水(shui)泵外(wai)特(te)性并(bing)無明顯影(ying)響(xiang)。汽蝕(shi)發展到(dao)一(yi)定程度后，水(shui)泵的(de)功率、效率、流量和揚程等參數會突然(ran)下(xia)降。當(dang)汽蝕(shi)充分發展后，水(shui)流的(de)有效過流面積會減小很多(duo)，以致引起水(shui)流中斷，不(bu)能工作(zuo)。

　　（2）引起振(zhen)(zhen)動和噪聲(sheng) 氣泡(pao)破裂時，液體質點互(hu)相沖擊(ji)，產生(sheng)(sheng)噪音和機組振(zhen)(zhen)動，兩者互(hu)相激勵使泵產生(sheng)(sheng)強烈振(zhen)(zhen)動，稱為汽蝕共振(zhen)(zhen)現(xian)象。

　　（3）過(guo)流(liu)部件表面的(de)破(po)壞 汽蝕(shi)(shi)破(po)壞將大大縮短水泵的(de)壽命，剝(bo)蝕(shi)(shi)和(he)腐蝕(shi)(shi)嚴(yan)重(zhong)時，會產(chan)生葉片斷裂或穿孔等重(zhong)大事故。

　　3、葉輪磨損實驗分析

　　利(li)用(yong)在(zai)(zai)(zai)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)葉(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)上(shang)涂(tu)漆的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方法(fa)，對葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)損(sun)(sun)(sun)傷(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)部位和(he)(he)(he)程(cheng)度(du)進(jin)行(xing)定性分(fen)(fen)析(xi)實(shi)驗(yan)條件：（1）用(yong)含(han)一定沙(sha)(sha)粒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)代替(ti)礦(kuang)水(shui)，使密度(du)和(he)(he)(he)礦(kuang)水(shui)相同（ρ=1025kg/m3），分(fen)(fen)別在(zai)(zai)(zai)發(fa)(fa)生汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)和(he)(he)(he)不發(fa)(fa)生汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)情(qing)況(kuang)(kuang)(kuang)下進(jin)行(xing)磨(mo)損(sun)(sun)(sun)實(shi)驗(yan)：（2）用(yong)清水(shui)在(zai)(zai)(zai)發(fa)(fa)生汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)(kuang)(kuang)下進(jin)行(xing)磨(mo)損(sun)(sun)(sun)實(shi)驗(yan)。水(shui)泵(beng)(beng)在(zai)(zai)(zai)以(yi)上(shang)2種條件下運行(xing)10h后(hou)，觀(guan)(guan)察葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)損(sun)(sun)(sun)傷(shang)情(qing)況(kuang)(kuang)(kuang)并進(jin)行(xing)分(fen)(fen)析(xi)。實(shi)際應(ying)用(yong)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)煤礦(kuang)主(zhu)(zhu)排水(shui)泵(beng)(beng)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)損(sun)(sun)(sun)壞(huai)zui嚴(yan)重(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)部位是(shi)(shi)葉(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)壓力面(mian)(mian)和(he)(he)(he)吸水(shui)面(mian)(mian)，葉(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)材料剝落(luo)形(xing)成凹坑，嚴(yan)重(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)甚(shen)至形(xing)成葉(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)剝落(luo)：葉(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)出口壓力面(mian)(mian)磨(mo)損(sun)(sun)(sun)也比(bi)較(jiao)嚴(yan)重(zhong)。后(hou)蓋板(ban)上(shang)從葉(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)到葉(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)中部凹凸(tu)不平，受到不同程(cheng)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)損(sun)(sun)(sun)壞(huai)。實(shi)踐證(zheng)(zheng)明，涂(tu)油(you)漆只有(you)(you)葉(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)端有(you)(you)較(jiao)明顯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)體(ti)(ti)顆(ke)(ke)粒摩擦痕(hen)(hen)跡，整個葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)葉(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)流道沒有(you)(you)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)點。汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)損(sun)(sun)(sun)失(shi)情(qing)況(kuang)(kuang)(kuang)下，葉(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)端、葉(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)壓力面(mian)(mian)、葉(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)出口壓力面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)油(you)漆有(you)(you)較(jiao)嚴(yan)重(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)體(ti)(ti)顆(ke)(ke)粒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)摩擦痕(hen)(hen)跡，特別是(shi)(shi)葉(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)吸力面(mian)(mian)有(you)(you)大(da)(da)面(mian)(mian)積的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)點存(cun)在(zai)(zai)(zai)，在(zai)(zai)(zai)損(sun)(sun)(sun)傷(shang)部位及(ji)程(cheng)度(du)基本上(shang)和(he)(he)(he)實(shi)際煤礦(kuang)主(zhu)(zhu)排水(shui)泵(beng)(beng)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)損(sun)(sun)(sun)傷(shang)情(qing)況(kuang)(kuang)(kuang)一致，程(cheng)度(du)較(jiao)無汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)時好。條件2下清水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)沒有(you)(you)磨(mo)痕(hen)(hen)，只有(you)(you)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)點，汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)程(cheng)度(du)和(he)(he)(he)含(han)沙(sha)(sha)水(shui)相比(bi)要小得多(duo)，說明含(han)沙(sha)(sha)粒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)礦(kuang)水(shui)擴大(da)(da)了汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)范圍(wei)。由此可見，在(zai)(zai)(zai)相同流體(ti)(ti)介(jie)質條件下，發(fa)(fa)生汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)時的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)損(sun)(sun)(sun)傷(shang)比(bi)不發(fa)(fa)生汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)時要嚴(yan)重(zhong)；相同汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)條件下，有(you)(you)固(gu)體(ti)(ti)顆(ke)(ke)粒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)介(jie)質比(bi)沒有(you)(you)固(gu)體(ti)(ti)顆(ke)(ke)粒時要嚴(yan)重(zhong)。因此，汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)是(shi)(shi)煤礦(kuang)主(zhu)(zhu)排水(shui)泵(beng)(beng)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)損(sun)(sun)(sun)傷(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)要原因，消除(chu)(chu)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)可以(yi)降(jiang)低(di)水(shui)泵(beng)(beng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)破壞(huai)，消除(chu)(chu)水(shui)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)體(ti)(ti)顆(ke)(ke)粒則可更大(da)(da)程(cheng)度(du)地減(jian)輕破壞(huai)。實(shi)驗(yan)結果(guo)表明，雖然我們還不清楚汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)與固(gu)體(ti)(ti)顆(ke)(ke)粒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)小是(shi)(shi)否有(you)(you)關系，但(dan)可以(yi)驗(yan)證(zheng)(zheng)破壞(huai)作用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)客觀(guan)(guan)存(cun)在(zai)(zai)(zai)。

　　4、對策與(yu)結論

　　由以上實驗(yan)可知道壓力降低是汽蝕(shi)發生的條(tiao)件，水(shui)中(zhong)存在(zai)大量的汽泡迅速(su)破(po)裂則是汽蝕(shi)發生的內因。因此，為改善和減輕煤(mei)礦主排(pai)水(shui)泵葉輪的汽蝕(shi)破(po)壞(huai)，應從以下2方面改進：

　　（1）設(she)計(ji)(ji)、制(zhi)造方面。1）改(gai)變葉輪形狀的(de)(de)設(she)計(ji)(ji)及(ji)優化葉輪的(de)(de)結構參數，改(gai)善汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)產生(sheng)的(de)(de)外部條件(jian)；2）葉片及(ji)其他水(shui)流經的(de)(de)部件(jian)應(ying)選(xuan)用抗汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)性(xing)能良好的(de)(de)材料；3）減(jian)(jian)(jian)少吸(xi)入管的(de)(de)壓力損失∑h、吸(xi)入管路系統包括底閥、慮水(shui)器(qi)、管路、彎頭、等，使這(zhe)些(xie)部位的(de)(de)安裝設(she)計(ji)(ji)合理，減(jian)(jian)(jian)少損失，也是降低水(shui)泵發生(sheng)汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)現象的(de)(de)重(zhong)要(yao)途(tu)徑；4）減(jian)(jian)(jian)少泵本身必須的(de)(de)汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)余量，為此，可適(shi)當加大手級葉輪吸(xi)入口直徑，或(huo)采用無(wu)底閥排水(shui)。

　　（2）使(shi)用(yong)方面。1）在(zai)安裝允許的條件下(xia)，盡量減小(xiao)泵(beng)的吸水(shui)高(gao)度(du)。這樣使(shi)泵(beng)運行中的允許汽(qi)蝕余量更大些。一(yi)般情(qing)況下(xia)安裝高(gao)度(du)在(zai)2～3.5m時，降(jiang)低(di)泵(beng)發生(sheng)汽(qi)蝕現象(xiang)。2）降(jiang)低(di)井水(shui)的密度(du)，含煤粉(fen)和泥沙的礦井水(shui)，為了減小(xiao)礦水(shui)密度(du)以減少泵(beng)的汽(qi)蝕，應在(zai)礦井排水(shui)之前做沉(chen)淀處(chu)理(li)。3）減小(xiao)水(shui)流進(jin)泵(beng)吸入(ru)口的平均流速。