壓(ya)力(li)降低(di)是汽蝕發生的(de)(de)(de)條件，水(shui)中(zhong)存在大量的(de)(de)(de)汽泡迅(xun)速(su)破裂則是汽蝕發生的(de)(de)(de)內因(yin)。因(yin)此，要(yao)改善和降低(di)煤(mei)礦主排(pai)水(shui)泵(beng)葉輪的(de)(de)(de)汽蝕破壞，需(xu)要(yao)提高(gao)水泵入口壓(ya)力。

　　在煤(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)水(shui)(shui)(shui)泵(beng)(beng)相當于是(shi)(shi)(shi)煤(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)“心臟”，水(shui)(shui)(shui)泵(beng)(beng)工作(zuo)性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)好壞(huai)直接(jie)影(ying)響(xiang)到煤(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)產安(an)全，保(bao)證煤(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)排(pai)水(shui)(shui)(shui)設(she)(she)備尤其是(shi)(shi)(shi)主排(pai)水(shui)(shui)(shui)泵(beng)(beng)狀(zhuang)況的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)完好和穩定性(xing)具有非常重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)意義。水(shui)(shui)(shui)泵(beng)(beng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)葉(xie)(xie)輪(lun)是(shi)(shi)(shi)水(shui)(shui)(shui)泵(beng)(beng)將電(dian)機的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)機械能(neng)(neng)轉(zhuan)化成水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)力能(neng)(neng)和動能(neng)(neng)。對水(shui)(shui)(shui)泵(beng)(beng)來(lai)講，只(zhi)要(yao)(yao)葉(xie)(xie)輪(lun)性(xing)能(neng)(neng)良好就(jiu)能(neng)(neng)保(bao)證水(shui)(shui)(shui)泵(beng)(beng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)正(zheng)常運行(xing)。然(ran)而長(chang)期(qi)以來(lai)，困(kun)擾水(shui)(shui)(shui)泵(beng)(beng)正(zheng)常運行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一大難題就(jiu)是(shi)(shi)(shi)水(shui)(shui)(shui)泵(beng)(beng)葉(xie)(xie)輪(lun)葉(xie)(xie)片的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)損(sun)壞(huai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題，產生(sheng)這種(zhong)破(po)壞(huai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)(yao)原(yuan)因(yin)(yin)，往往就(jiu)是(shi)(shi)(shi)葉(xie)(xie)輪(lun)發(fa)(fa)生(sheng)了汽(qi)蝕(shi)現(xian)象(xiang)，所以研(yan)究泵(beng)(beng)產生(sheng)汽(qi)蝕(shi)現(xian)象(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)因(yin)(yin)以及如何預防汽(qi)蝕(shi)是(shi)(shi)(shi)非常關鍵的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題。而這也正(zheng)是(shi)(shi)(shi)設(she)(she)計(ji)人員(yuan)在煤(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)排(pai)水(shui)(shui)(shui)設(she)(she)備的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)選(xuan)型設(she)(she)計(ji)、安(an)裝過程(cheng)中重點要(yao)(yao)考(kao)慮(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題，實(shi)際使用過程(cheng)中真正(zheng)使煤(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)主排(pai)水(shui)(shui)(shui)泵(beng)(beng)葉(xie)(xie)輪(lun)遭到破(po)壞(huai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)zui主要(yao)(yao)原(yuan)因(yin)(yin)是(shi)(shi)(shi)由(you)于水(shui)(shui)(shui)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)固體(ti)顆粒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磨損(sun)，增大了礦(kuang)(kuang)(kuang)水(shui)(shui)(shui)重度，從而增加了汽(qi)蝕(shi)發(fa)(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可能(neng)(neng)性(xing)。為(wei)此，本文(wen)專門研(yan)究了煤(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)主排(pai)水(shui)(shui)(shui)泵(beng)(beng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)具體(ti)情(qing)況，就(jiu)固體(ti)顆粒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在對葉(xie)(xie)輪(lun)破(po)壞(huai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)進行(xing)研(yan)究。

　　1、汽蝕(shi)現象產(chan)生的(de)原因

　　泵(beng)進水(shui)口處的(de)壓力減小到當時(shi)(shi)水(shui)溫(wen)下(xia)的(de)汽(qi)(qi)蝕壓力時(shi)(shi)，水(shui)發(fa)(fa)生(sheng)汽(qi)(qi)化(hua)。水(shui)在(zai)入水(shui)口形(xing)成氣體(ti)，從而入水(shui)口形(xing)成許多小氣泡(pao)。這些(xie)小氣泡(pao)隨(sui)水(shui)流(liu)進高壓區(qu)時(shi)(shi)，汽(qi)(qi)泡(pao)迅速(su)破(po)裂(lie)，周圍液體(ti)立(li)即(ji)填充原汽(qi)(qi)泡(pao)空穴，由(you)于汽(qi)(qi)泡(pao)破(po)裂(lie)時(shi)(shi)間很(hen)短，所以形(xing)成高達幾百兆帕的(de)水(shui)力沖擊。汽(qi)(qi)泡(pao)不斷(duan)地形(xing)成與(yu)破(po)裂(lie)，巨(ju)大的(de)水(shui)力沖擊以每秒鐘幾萬次的(de)頻率(lv)反復作用(yong)(yong)在(zai)葉(xie)輪上，時(shi)(shi)間一長，就會使葉(xie)輪的(de)葉(xie)片(pian)逐漸(jian)因(yin)(yin)(yin)疲勞而剝(bo)落；同時(shi)(shi)，汽(qi)(qi)泡(pao)中還夾雜有(you)一些(xie)活潑氣體(ti)（如氧氣），對(dui)金(jin)屬(shu)的(de)光滑(hua)層(ceng)因(yin)(yin)(yin)電(dian)解而逐漸(jian)變(bian)(bian)得粗(cu)糙。金(jin)屬(shu)表面(mian)粗(cu)糙度被破(po)壞后，更加速(su)了(le)機械(xie)剝(bo)蝕。另外，氣泡(pao)形(xing)成與(yu)破(po)裂(lie)的(de)過(guo)程中，會使過(guo)流(liu)部件兩端(duan)產生(sheng)溫(wen)度差(cha)異，其冷(leng)端(duan)與(yu)熱端(duan)形(xing)成電(dian)偶而產生(sheng)電(dian)位差(cha)，從而使金(jin)屬(shu)表面(mian)發(fa)(fa)生(sheng)電(dian)解作用(yong)(yong)，金(jin)屬(shu)的(de)光滑(hua)層(ceng)因(yin)(yin)(yin)電(dian)解而逐漸(jian)變(bian)(bian)得粗(cu)糙。在(zai)機械(xie)剝(bo)蝕、化(hua)學(xue)腐(fu)蝕和電(dian)化(hua)學(xue)的(de)共同作用(yong)(yong)下(xia)，金(jin)屬(shu)表面(mian)很(hen)快出現蜂窩狀的(de)麻(ma)點，并逐漸(jian)形(xing)成空洞而損壞，這種現象稱之為汽(qi)(qi)蝕。

　　2、汽(qi)蝕現象發生后對泵的嚴重影(ying)響(xiang)

　　當汽蝕發展到一定程度時，將(jiang)影響水(shui)泵的性能并妨礙其正常運行(xing)。主要(yao)表現為以下幾(ji)個(ge)方面：

　　（1）泵的性能(neng)改變(bian) 汽(qi)蝕(shi)初(chu)生時，對水(shui)泵外特性并(bing)無明顯影(ying)響。汽(qi)蝕(shi)發展(zhan)到一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)后(hou)，水(shui)泵的功(gong)率、效率、流(liu)量和揚程(cheng)等參數會(hui)突然(ran)下(xia)降。當(dang)汽(qi)蝕(shi)充分發展(zhan)后(hou)，水(shui)流(liu)的有效過流(liu)面積會(hui)減小很多(duo)，以(yi)致引(yin)起水(shui)流(liu)中斷(duan)，不能(neng)工作。

　　（2）引起振(zhen)動和噪(zao)聲 氣泡破(po)裂時，液體質點互(hu)相沖擊，產生噪(zao)音(yin)和機組振(zhen)動，兩者互(hu)相激(ji)勵使泵產生強烈振(zhen)動，稱(cheng)為汽蝕共振(zhen)現象(xiang)。

　　（3）過流部件(jian)表面的破壞 汽蝕(shi)破壞將(jiang)大大縮(suo)短水(shui)泵的壽(shou)命，剝蝕(shi)和腐蝕(shi)嚴重(zhong)時，會產生葉片斷裂(lie)或(huo)穿(chuan)孔(kong)等重(zhong)大事(shi)故(gu)。

　　3、葉(xie)輪磨損(sun)實驗分析

　　利用(yong)在(zai)(zai)葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)輪(lun)葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)上(shang)涂(tu)漆(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)方法，對葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)輪(lun)損(sun)(sun)傷(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)(bu)位(wei)(wei)和程(cheng)(cheng)度(du)(du)(du)進(jin)行定性分析實(shi)驗(yan)條(tiao)(tiao)(tiao)(tiao)件(jian)：（1）用(yong)含(han)一(yi)定沙(sha)粒(li)的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)代(dai)替(ti)礦(kuang)(kuang)(kuang)水(shui)(shui)(shui)(shui)，使密(mi)度(du)(du)(du)和礦(kuang)(kuang)(kuang)水(shui)(shui)(shui)(shui)相(xiang)同（ρ=1025kg/m3），分別在(zai)(zai)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)汽(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)和不(bu)(bu)(bu)(bu)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)汽(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)情(qing)況(kuang)下(xia)(xia)(xia)(xia)進(jin)行磨(mo)損(sun)(sun)實(shi)驗(yan)：（2）用(yong)清(qing)(qing)(qing)水(shui)(shui)(shui)(shui)在(zai)(zai)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)汽(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下(xia)(xia)(xia)(xia)進(jin)行磨(mo)損(sun)(sun)實(shi)驗(yan)。水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)(beng)(beng)在(zai)(zai)以上(shang)2種條(tiao)(tiao)(tiao)(tiao)件(jian)下(xia)(xia)(xia)(xia)運行10h后，觀察葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)輪(lun)損(sun)(sun)傷(shang)(shang)情(qing)況(kuang)并(bing)進(jin)行分析。實(shi)際(ji)應用(yong)中的(de)(de)(de)(de)(de)煤礦(kuang)(kuang)(kuang)主(zhu)(zhu)排水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)(beng)(beng)葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)輪(lun)損(sun)(sun)壞(huai)(huai)(huai)zui嚴(yan)重的(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)(bu)位(wei)(wei)是(shi)葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)壓(ya)力(li)面(mian)(mian)和吸水(shui)(shui)(shui)(shui)面(mian)(mian)，葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)材料剝落(luo)形成凹坑(keng)，嚴(yan)重的(de)(de)(de)(de)(de)甚至形成葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)剝落(luo)：葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)出口(kou)壓(ya)力(li)面(mian)(mian)磨(mo)損(sun)(sun)也(ye)比(bi)(bi)較嚴(yan)重。后蓋板上(shang)從(cong)葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)到(dao)葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)中部(bu)(bu)凹凸不(bu)(bu)(bu)(bu)平，受到(dao)不(bu)(bu)(bu)(bu)同程(cheng)(cheng)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)損(sun)(sun)壞(huai)(huai)(huai)。實(shi)踐證明，涂(tu)油漆(qi)只(zhi)有(you)葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)端有(you)較明顯的(de)(de)(de)(de)(de)固體(ti)(ti)(ti)顆(ke)粒(li)摩擦(ca)痕跡(ji)，整個(ge)葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)輪(lun)葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)流道沒有(you)汽(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)點。汽(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)損(sun)(sun)失情(qing)況(kuang)下(xia)(xia)(xia)(xia)，葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)端、葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)壓(ya)力(li)面(mian)(mian)、葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)出口(kou)壓(ya)力(li)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)油漆(qi)有(you)較嚴(yan)重的(de)(de)(de)(de)(de)固體(ti)(ti)(ti)顆(ke)粒(li)的(de)(de)(de)(de)(de)摩擦(ca)痕跡(ji)，特別是(shi)葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)吸力(li)面(mian)(mian)有(you)大(da)(da)面(mian)(mian)積(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)點存(cun)在(zai)(zai)，在(zai)(zai)損(sun)(sun)傷(shang)(shang)部(bu)(bu)位(wei)(wei)及程(cheng)(cheng)度(du)(du)(du)基本上(shang)和實(shi)際(ji)煤礦(kuang)(kuang)(kuang)主(zhu)(zhu)排水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)(beng)(beng)葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)輪(lun)的(de)(de)(de)(de)(de)損(sun)(sun)傷(shang)(shang)情(qing)況(kuang)一(yi)致，程(cheng)(cheng)度(du)(du)(du)較無汽(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)時(shi)好。條(tiao)(tiao)(tiao)(tiao)件(jian)2下(xia)(xia)(xia)(xia)清(qing)(qing)(qing)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)沒有(you)磨(mo)痕，只(zhi)有(you)汽(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)點，汽(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)程(cheng)(cheng)度(du)(du)(du)和含(han)沙(sha)水(shui)(shui)(shui)(shui)相(xiang)比(bi)(bi)要(yao)(yao)小得(de)多(duo)，說明含(han)沙(sha)粒(li)的(de)(de)(de)(de)(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)水(shui)(shui)(shui)(shui)擴大(da)(da)了汽(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)范圍。由此可(ke)見，在(zai)(zai)相(xiang)同流體(ti)(ti)(ti)介(jie)質條(tiao)(tiao)(tiao)(tiao)件(jian)下(xia)(xia)(xia)(xia)，發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)汽(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)損(sun)(sun)傷(shang)(shang)比(bi)(bi)不(bu)(bu)(bu)(bu)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)汽(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)時(shi)要(yao)(yao)嚴(yan)重；相(xiang)同汽(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)條(tiao)(tiao)(tiao)(tiao)件(jian)下(xia)(xia)(xia)(xia)，有(you)固體(ti)(ti)(ti)顆(ke)粒(li)的(de)(de)(de)(de)(de)介(jie)質比(bi)(bi)沒有(you)固體(ti)(ti)(ti)顆(ke)粒(li)時(shi)要(yao)(yao)嚴(yan)重。因此，汽(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)是(shi)煤礦(kuang)(kuang)(kuang)主(zhu)(zhu)排水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)(beng)(beng)葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)輪(lun)損(sun)(sun)傷(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)原因，消除汽(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)可(ke)以降(jiang)低水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)(beng)(beng)的(de)(de)(de)(de)(de)破(po)(po)壞(huai)(huai)(huai)，消除水(shui)(shui)(shui)(shui)中的(de)(de)(de)(de)(de)固體(ti)(ti)(ti)顆(ke)粒(li)則可(ke)更(geng)大(da)(da)程(cheng)(cheng)度(du)(du)(du)地減輕破(po)(po)壞(huai)(huai)(huai)。實(shi)驗(yan)結果表明，雖然(ran)我們還不(bu)(bu)(bu)(bu)清(qing)(qing)(qing)楚汽(qi)(qi)(qi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)與固體(ti)(ti)(ti)顆(ke)粒(li)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)小是(shi)否(fou)有(you)關系，但可(ke)以驗(yan)證破(po)(po)壞(huai)(huai)(huai)作用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)客觀存(cun)在(zai)(zai)。

　　4、對策與結(jie)論

　　由以上實驗可知道(dao)壓力降低是汽(qi)蝕發生(sheng)的條件，水(shui)中存在大量的汽(qi)泡迅速(su)破裂(lie)則(ze)是汽(qi)蝕發生(sheng)的內因。因此，為改(gai)善和減輕(qing)煤(mei)礦主排水(shui)泵(beng)葉輪的汽(qi)蝕破壞，應從以下2方面改(gai)進：

　　（1）設(she)計(ji)、制造(zao)方面。1）改(gai)變葉輪(lun)(lun)形狀的設(she)計(ji)及優化葉輪(lun)(lun)的結構(gou)參數，改(gai)善汽蝕(shi)產(chan)生的外部(bu)條件(jian)；2）葉片(pian)及其他水(shui)(shui)流經的部(bu)件(jian)應選用(yong)抗汽蝕(shi)性(xing)能良好的材料；3）減(jian)少吸(xi)入管的壓力(li)損(sun)失(shi)∑h、吸(xi)入管路(lu)系統包括底閥、慮(lv)水(shui)(shui)器、管路(lu)、彎頭、等，使(shi)這(zhe)些部(bu)位的安裝設(she)計(ji)合理，減(jian)少損(sun)失(shi)，也(ye)是降低水(shui)(shui)泵發生汽蝕(shi)現象的重要途徑；4）減(jian)少泵本身必須(xu)的汽蝕(shi)余量，為此，可適當加大(da)手級葉輪(lun)(lun)吸(xi)入口(kou)直徑，或(huo)采用(yong)無底閥排水(shui)(shui)。

　　（2）使(shi)用方面。1）在(zai)安(an)裝允許(xu)(xu)的(de)(de)條(tiao)件(jian)下，盡量(liang)減(jian)小泵的(de)(de)吸水(shui)(shui)高度。這樣使(shi)泵運行中的(de)(de)允許(xu)(xu)汽蝕余量(liang)更大些。一般情況下安(an)裝高度在(zai)2～3.5m時，降低泵發(fa)生汽蝕現象。2）降低井水(shui)(shui)的(de)(de)密度，含煤粉和泥(ni)沙的(de)(de)礦(kuang)井水(shui)(shui)，為了減(jian)小礦(kuang)水(shui)(shui)密度以減(jian)少泵的(de)(de)汽蝕，應在(zai)礦(kuang)井排水(shui)(shui)之前做沉(chen)淀處理。3）減(jian)小水(shui)(shui)流進泵吸入口的(de)(de)平均流速。