壓力降低是汽(qi)蝕發(fa)生的條件，水中存在大(da)量的汽(qi)泡迅速破裂則(ze)是汽(qi)蝕發(fa)生的內因。因此(ci)，要改(gai)善(shan)和(he)降低煤礦主排(pai)水泵葉輪的汽(qi)蝕破壞(huai)，需要提高水泵入口壓力。

　　在煤(mei)(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)水泵(beng)相(xiang)當于是(shi)煤(mei)(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)“心臟”，水泵(beng)工作性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)好(hao)壞直接(jie)影響到煤(mei)(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生產安全，保(bao)證(zheng)煤(mei)(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)排(pai)(pai)水設(she)備尤其(qi)是(shi)主排(pai)(pai)水泵(beng)狀(zhuang)況的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)完好(hao)和穩定性(xing)(xing)具有非常(chang)(chang)重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)意義。水泵(beng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)葉(xie)(xie)輪(lun)是(shi)水泵(beng)將電機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)械能(neng)轉(zhuan)化成水的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓力能(neng)和動能(neng)。對(dui)水泵(beng)來講，只要(yao)葉(xie)(xie)輪(lun)性(xing)(xing)能(neng)良好(hao)就(jiu)能(neng)保(bao)證(zheng)水泵(beng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)正(zheng)(zheng)(zheng)常(chang)(chang)運行(xing)。然而(er)長期以來，困(kun)擾水泵(beng)正(zheng)(zheng)(zheng)常(chang)(chang)運行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)大難題(ti)就(jiu)是(shi)水泵(beng)葉(xie)(xie)輪(lun)葉(xie)(xie)片的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)損壞的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti)，產生這種破壞的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)原因(yin)(yin)，往往就(jiu)是(shi)葉(xie)(xie)輪(lun)發生了(le)(le)(le)汽(qi)蝕(shi)現(xian)象，所(suo)以研究(jiu)(jiu)泵(beng)產生汽(qi)蝕(shi)現(xian)象的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原因(yin)(yin)以及如(ru)何預防汽(qi)蝕(shi)是(shi)非常(chang)(chang)關(guan)鍵(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti)。而(er)這也正(zheng)(zheng)(zheng)是(shi)設(she)計(ji)人員在煤(mei)(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)排(pai)(pai)水設(she)備的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)選型設(she)計(ji)、安裝過程(cheng)中重(zhong)點要(yao)考慮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti)，實(shi)際使用過程(cheng)中真正(zheng)(zheng)(zheng)使煤(mei)(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)主排(pai)(pai)水泵(beng)葉(xie)(xie)輪(lun)遭到破壞的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)zui主要(yao)原因(yin)(yin)是(shi)由于水中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)固體顆(ke)粒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磨(mo)損，增大了(le)(le)(le)礦(kuang)(kuang)水重(zhong)度，從而(er)增加了(le)(le)(le)汽(qi)蝕(shi)發生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可能(neng)性(xing)(xing)。為此，本文專門研究(jiu)(jiu)了(le)(le)(le)煤(mei)(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)主排(pai)(pai)水泵(beng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)具體情況，就(jiu)固體顆(ke)粒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在對(dui)葉(xie)(xie)輪(lun)破壞的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響進行(xing)研究(jiu)(jiu)。

　　1、汽蝕現象產生的原因

　　泵進水(shui)(shui)(shui)(shui)口處的(de)壓力(li)減小到當時(shi)水(shui)(shui)(shui)(shui)溫下的(de)汽(qi)蝕壓力(li)時(shi)，水(shui)(shui)(shui)(shui)發生(sheng)(sheng)汽(qi)化。水(shui)(shui)(shui)(shui)在(zai)入(ru)水(shui)(shui)(shui)(shui)口形(xing)(xing)(xing)成(cheng)氣(qi)體，從而(er)(er)入(ru)水(shui)(shui)(shui)(shui)口形(xing)(xing)(xing)成(cheng)許多小氣(qi)泡(pao)(pao)。這些(xie)小氣(qi)泡(pao)(pao)隨水(shui)(shui)(shui)(shui)流(liu)進高(gao)壓區(qu)時(shi)，汽(qi)泡(pao)(pao)迅(xun)速破裂(lie)，周圍液體立即填充(chong)原汽(qi)泡(pao)(pao)空(kong)穴，由(you)于(yu)汽(qi)泡(pao)(pao)破裂(lie)時(shi)間很(hen)短(duan)，所以形(xing)(xing)(xing)成(cheng)高(gao)達(da)幾百兆帕的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)力(li)沖擊。汽(qi)泡(pao)(pao)不(bu)斷(duan)地形(xing)(xing)(xing)成(cheng)與破裂(lie)，巨大的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)力(li)沖擊以每秒鐘幾萬次的(de)頻率反復(fu)作(zuo)(zuo)用(yong)在(zai)葉輪上，時(shi)間一(yi)長，就會使(shi)葉輪的(de)葉片逐(zhu)(zhu)(zhu)漸(jian)因疲勞而(er)(er)剝(bo)落；同時(shi)，汽(qi)泡(pao)(pao)中還夾(jia)雜有一(yi)些(xie)活潑氣(qi)體（如(ru)氧(yang)氣(qi)），對金(jin)屬的(de)光(guang)滑層因電解而(er)(er)逐(zhu)(zhu)(zhu)漸(jian)變(bian)得粗糙(cao)。金(jin)屬表(biao)面粗糙(cao)度被(bei)破壞后(hou)，更加速了(le)機械剝(bo)蝕。另外，氣(qi)泡(pao)(pao)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)與破裂(lie)的(de)過程中，會使(shi)過流(liu)部件兩端產生(sheng)(sheng)溫度差異，其冷端與熱端形(xing)(xing)(xing)成(cheng)電偶(ou)而(er)(er)產生(sheng)(sheng)電位差，從而(er)(er)使(shi)金(jin)屬表(biao)面發生(sheng)(sheng)電解作(zuo)(zuo)用(yong)，金(jin)屬的(de)光(guang)滑層因電解而(er)(er)逐(zhu)(zhu)(zhu)漸(jian)變(bian)得粗糙(cao)。在(zai)機械剝(bo)蝕、化學腐蝕和電化學的(de)共同作(zuo)(zuo)用(yong)下，金(jin)屬表(biao)面很(hen)快出現蜂窩(wo)狀的(de)麻(ma)點，并逐(zhu)(zhu)(zhu)漸(jian)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)空(kong)洞而(er)(er)損壞，這種現象(xiang)稱之為汽(qi)蝕。

　　2、汽蝕(shi)現象(xiang)發生后對泵(beng)的(de)嚴重影響

　　當汽(qi)蝕發展到一定(ding)程度時，將影響水泵的性能(neng)并妨礙(ai)其正常運行。主要表現為以下幾(ji)個方面：

　　（1）泵的性能改變 汽(qi)蝕初生時，對水泵外(wai)特性并無(wu)明顯影響。汽(qi)蝕發展(zhan)到(dao)一定(ding)程(cheng)度后，水泵的功率(lv)、效率(lv)、流(liu)(liu)量和揚程(cheng)等參(can)數會(hui)突然下降。當汽(qi)蝕充(chong)分發展(zhan)后，水流(liu)(liu)的有效過流(liu)(liu)面積會(hui)減小很(hen)多，以致引起水流(liu)(liu)中斷，不能工作。

　　（2）引(yin)起(qi)振(zhen)動(dong)(dong)和(he)噪聲 氣(qi)泡破裂(lie)時，液體(ti)質點互相沖擊(ji)，產生噪音(yin)和(he)機組振(zhen)動(dong)(dong)，兩者互相激勵使泵產生強烈振(zhen)動(dong)(dong)，稱(cheng)為汽蝕共振(zhen)現(xian)象。

　　（3）過(guo)流部件表面(mian)的破(po)壞(huai) 汽蝕破(po)壞(huai)將大(da)大(da)縮短(duan)水泵(beng)的壽(shou)命(ming)，剝(bo)蝕和腐蝕嚴(yan)重時，會產(chan)生葉片斷裂或穿孔等重大(da)事故(gu)。

　　3、葉輪(lun)磨損(sun)實驗分析

　　利(li)用在(zai)葉(xie)(xie)輪(lun)葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)上涂漆的(de)(de)(de)(de)方(fang)法，對葉(xie)(xie)輪(lun)損(sun)(sun)傷(shang)的(de)(de)(de)(de)部(bu)(bu)位和(he)(he)(he)程(cheng)(cheng)度進行(xing)定性分析(xi)實驗(yan)條件(jian)：（1）用含(han)一(yi)定沙(sha)粒(li)的(de)(de)(de)(de)水(shui)代替礦(kuang)(kuang)水(shui)，使(shi)密度和(he)(he)(he)礦(kuang)(kuang)水(shui)相(xiang)同(tong)（ρ=1025kg/m3），分別(bie)在(zai)發生(sheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)和(he)(he)(he)不發生(sheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)情況(kuang)(kuang)下進行(xing)磨(mo)損(sun)(sun)實驗(yan)：（2）用清(qing)水(shui)在(zai)發生(sheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)(kuang)下進行(xing)磨(mo)損(sun)(sun)實驗(yan)。水(shui)泵在(zai)以(yi)上2種條件(jian)下運(yun)行(xing)10h后，觀(guan)察葉(xie)(xie)輪(lun)損(sun)(sun)傷(shang)情況(kuang)(kuang)并進行(xing)分析(xi)。實際(ji)應(ying)用中(zhong)的(de)(de)(de)(de)煤(mei)礦(kuang)(kuang)主(zhu)排(pai)水(shui)泵葉(xie)(xie)輪(lun)損(sun)(sun)壞zui嚴(yan)(yan)重(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)部(bu)(bu)位是葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)壓力(li)(li)面(mian)和(he)(he)(he)吸水(shui)面(mian)，葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)材料剝落形成(cheng)凹坑，嚴(yan)(yan)重(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)甚至形成(cheng)葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)剝落：葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)出口(kou)壓力(li)(li)面(mian)磨(mo)損(sun)(sun)也(ye)比(bi)較嚴(yan)(yan)重(zhong)(zhong)。后蓋板上從葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)到葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)中(zhong)部(bu)(bu)凹凸(tu)不平，受到不同(tong)程(cheng)(cheng)度的(de)(de)(de)(de)損(sun)(sun)壞。實踐證明，涂油漆只(zhi)有(you)(you)(you)(you)葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)端有(you)(you)(you)(you)較明顯的(de)(de)(de)(de)固(gu)體顆(ke)(ke)粒(li)摩(mo)擦痕(hen)跡(ji)，整個葉(xie)(xie)輪(lun)葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)流道沒有(you)(you)(you)(you)汽(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)點(dian)。汽(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)損(sun)(sun)失(shi)情況(kuang)(kuang)下，葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)端、葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)壓力(li)(li)面(mian)、葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)出口(kou)壓力(li)(li)面(mian)的(de)(de)(de)(de)油漆有(you)(you)(you)(you)較嚴(yan)(yan)重(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)固(gu)體顆(ke)(ke)粒(li)的(de)(de)(de)(de)摩(mo)擦痕(hen)跡(ji)，特別(bie)是葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)吸力(li)(li)面(mian)有(you)(you)(you)(you)大(da)(da)面(mian)積的(de)(de)(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)點(dian)存在(zai)，在(zai)損(sun)(sun)傷(shang)部(bu)(bu)位及程(cheng)(cheng)度基本(ben)上和(he)(he)(he)實際(ji)煤(mei)礦(kuang)(kuang)主(zhu)排(pai)水(shui)泵葉(xie)(xie)輪(lun)的(de)(de)(de)(de)損(sun)(sun)傷(shang)情況(kuang)(kuang)一(yi)致，程(cheng)(cheng)度較無汽(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)時(shi)好。條件(jian)2下清(qing)水(shui)的(de)(de)(de)(de)實驗(yan)沒有(you)(you)(you)(you)磨(mo)痕(hen)，只(zhi)有(you)(you)(you)(you)汽(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)點(dian)，汽(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)程(cheng)(cheng)度和(he)(he)(he)含(han)沙(sha)水(shui)相(xiang)比(bi)要小得多，說明含(han)沙(sha)粒(li)的(de)(de)(de)(de)礦(kuang)(kuang)水(shui)擴大(da)(da)了汽(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)范(fan)圍。由此(ci)可(ke)見，在(zai)相(xiang)同(tong)流體介(jie)質條件(jian)下，發生(sheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)時(shi)的(de)(de)(de)(de)損(sun)(sun)傷(shang)比(bi)不發生(sheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)時(shi)要嚴(yan)(yan)重(zhong)(zhong)；相(xiang)同(tong)汽(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)條件(jian)下，有(you)(you)(you)(you)固(gu)體顆(ke)(ke)粒(li)的(de)(de)(de)(de)介(jie)質比(bi)沒有(you)(you)(you)(you)固(gu)體顆(ke)(ke)粒(li)時(shi)要嚴(yan)(yan)重(zhong)(zhong)。因此(ci)，汽(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)是煤(mei)礦(kuang)(kuang)主(zhu)排(pai)水(shui)泵葉(xie)(xie)輪(lun)損(sun)(sun)傷(shang)的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要原因，消(xiao)除汽(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)可(ke)以(yi)降低水(shui)泵的(de)(de)(de)(de)破(po)(po)壞，消(xiao)除水(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)固(gu)體顆(ke)(ke)粒(li)則(ze)可(ke)更大(da)(da)程(cheng)(cheng)度地減輕破(po)(po)壞。實驗(yan)結果表明，雖然我(wo)們(men)還不清(qing)楚(chu)汽(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)與(yu)固(gu)體顆(ke)(ke)粒(li)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)小是否(fou)有(you)(you)(you)(you)關系，但可(ke)以(yi)驗(yan)證破(po)(po)壞作用的(de)(de)(de)(de)客觀(guan)存在(zai)。

　　4、對策(ce)與結論(lun)

　　由以(yi)上實驗可知道壓力降低是汽蝕(shi)發生的(de)條件，水(shui)中存(cun)在(zai)大量的(de)汽泡迅速(su)破裂則是汽蝕(shi)發生的(de)內(nei)因(yin)。因(yin)此(ci)，為改(gai)善和減輕(qing)煤礦主排水(shui)泵葉輪的(de)汽蝕(shi)破壞，應從(cong)以(yi)下2方面(mian)改(gai)進：

　　（1）設計(ji)、制造方面。1）改(gai)(gai)變葉輪(lun)形(xing)狀(zhuang)的(de)設計(ji)及優化葉輪(lun)的(de)結構參數(shu)，改(gai)(gai)善汽蝕(shi)產生(sheng)的(de)外部條件(jian)；2）葉片及其他水流經的(de)部件(jian)應選用(yong)抗(kang)汽蝕(shi)性能良好的(de)材料；3）減(jian)(jian)少(shao)吸入管的(de)壓力損失(shi)∑h、吸入管路系統(tong)包括(kuo)底閥(fa)、慮水器、管路、彎頭、等，使(shi)這(zhe)些(xie)部位的(de)安裝設計(ji)合理，減(jian)(jian)少(shao)損失(shi)，也是降低水泵(beng)發生(sheng)汽蝕(shi)現象的(de)重要途徑(jing)；4）減(jian)(jian)少(shao)泵(beng)本身必須的(de)汽蝕(shi)余量，為此(ci)，可適當(dang)加(jia)大手級葉輪(lun)吸入口(kou)直(zhi)徑(jing)，或采用(yong)無底閥(fa)排水。

　　（2）使(shi)(shi)用方面。1）在安裝允許的條(tiao)件下，盡量減小(xiao)泵(beng)的吸(xi)水(shui)(shui)(shui)高度(du)。這樣使(shi)(shi)泵(beng)運行中的允許汽蝕(shi)余量更大(da)些。一般情況(kuang)下安裝高度(du)在2～3.5m時(shi)，降低(di)(di)泵(beng)發生汽蝕(shi)現象。2）降低(di)(di)井(jing)水(shui)(shui)(shui)的密度(du)，含煤(mei)粉和泥沙的礦井(jing)水(shui)(shui)(shui)，為了減小(xiao)礦水(shui)(shui)(shui)密度(du)以減少泵(beng)的汽蝕(shi)，應在礦井(jing)排水(shui)(shui)(shui)之前(qian)做沉(chen)淀處理。3）減小(xiao)水(shui)(shui)(shui)流進(jin)泵(beng)吸(xi)入口的平均(jun)流速。