矿山水泵的汽蚀现象和解决方法

　　在煤矿矿山生产中大量使用水泵排水，水泵工作性能的好坏直接影响着煤矿的安全生产，保证煤矿排水设备尤其是主排水泵状况的完好和性能的稳定具有重要的意义。矿山水泵的叶轮是水泵将原动机的机械能转化成水的压力能和动能的关键部件部件。对矿山水泵来讲，只要叶轮性能良好就能保证水泵的正常运行。然而长期以来，困扰水泵正常运行的一大难题就是水泵叶轮叶片的损坏问题，生这种破坏的主要原因，往往是叶轮在转换和传递能量过程中发生了汽蚀现象，所有研究泵产生汽蚀的原因以及预防是非常重要的问题。而这也正是设计人员在煤矿排水设备的选型、安装过程中重点考虑的问题，实际使用过程中真正使煤矿主排水泵叶轮遭到破坏的最主要原因是由于水中的固体颗粒的存在，增大了矿水重度，从而增加了汽蚀发生的可能性和范围。为此，本文针对煤矿主排水泵的具体情况，就固体颗粒的存在对叶轮破坏的影响进行研究。

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　　1、矿山水泵汽蚀现象产生的机理

　　泵进水口处的绝对压力减小到当时水温下的汽蚀压力时，水发生汽化。溶解在水中的气体从水中逸出，从而形成许多蒸汽与逸出气体相混合的小气泡。这些小气泡随水流进高压区时，汽泡破裂，周围液体迅速填充原汽泡空穴，由于汽泡破裂时间很短，所以形成高达几百兆的水力冲击。汽泡不断地形成与破裂，巨大的水力冲击以每秒钟几万次的频率反复作用在叶轮上，时间长，就会使叶轮的表面还渐因疲劳而剥落;同时，汽泡中还夹杂有一些活泼气体(如氧气)，对金属的光滑层因电解而逐渐变得粗糙。金属表面粗糙度被破坏后，更加速了机械剥蚀。在机械剥蚀、化学腐蚀和电化学的共同作用下，金属表面很快出现蜂窝状的麻点，并逐渐形成空洞而损坏，这种现象称之为汽蚀。

　　2、矿山水泵汽蚀解决方法

　　压力降低是汽蚀发生的条件，水中存在大量的汽泡破裂则是汽蚀发生的内因，在压力降低的条件下汽泡才会破裂。因此，为改善和减轻煤矿主排水泵叶轮的汽蚀破坏，应从2方面改进。

　　1)设计、制造方面。①改变叶轮形状的设计，优化叶轮的结构参数，改善汽蚀产生的外部条件;②叶片及其他易受汽蚀破坏的通流部件选用抗汽蚀性能良好的材料③减少吸入管系统压头损失∑h、吸入管路系统包括底网、虑水罩、管路、弯头、收缩短管等，使这些部位的安装设计合理，损失尽量减少，也是减小泵气蚀现象的重要途径④减少泵本身必须的气蚀余年，为此，可适当加大手级叶轮吸入口直径，或者把手级叶轮叶片进口安装角适当选大些，还可采用双吸式叶轮结果。

　　2)使用方面。①在矿井安全允许的情况下，尽量减小泵的吸上高度，实行高水位排水。这样使泵运行中的有效气蚀余量更大些。一般情况下安装高度在2~3.5m时，减少泵由于气蚀而破坏的效果较显著。②减小被排矿井水的密度，含煤粉和泥沙的矿井水，起密度比纯水密度大，为了减小矿水密度以减少泵的气蚀，应在矿井排水之前做沉淀处理，减小水流进泵吸入口袋平均流