[发明专利]一种水泵汽蚀现象实验装置

说明书

本发明的水泵汽蚀现象实验装置主要分为三部分，分别为控制部分，水源及循环管道部分，实验发生部分。各部分集中在一个与水平面平行的矩形底座支架上，水源水箱中装有加热器和冷凝装置，以及温度传感器，可以实验不同温度下的液体产生的汽蚀对水泵的影响。控制箱位于整个实验装置的后方，方便控制的同时不影响实验的进行，控制箱不但能控制水泵的启动，还可以控制水泵的转速，并把转速显示在控制箱上对应显示器上；还可以改变水源水箱加热温度，并显示当前水箱的水温。实验水泵入水口和出水口装有压力表和球阀，可测量流量变化过程中水泵发生汽蚀现象时压力变化情况，水泵使用透明泵头，可以更直观的观察汽蚀发生的全过程。

技术领域

本发明涉及实训实验装置，具体为水泵工作时产生汽蚀现象演示装置。

背景技术

水泵汽蚀是指水泵过流系统中低压区的气泡随水流到达高压区被压缩而迅速溃灭所引起的水力性能恶化和过流部件损坏的过程。

当水泵装置的有效汽蚀余量小于水泵的必需汽蚀余量，泵内局部压力降低至该液温下的饱和汽化压力时，在液体内的杂质、微小固体颗粒或液体界面（液体与固体的接触面）的缝隙中存在的气核迅速生长为空泡，并随水流到达高压区，受到周围液体的压缩而迅速溃灭。在空泡溃灭区，金属表面承受一种水锤力，其频率可达毎秒几万次，并且作用在极微小的面积上，因此其应力可以达到几千个大气压力。这样大的应力频繁施加引起金属表面层的塑性变形与硬化，产生局部疲劳和微小裂缝，后者促进着汽蚀的发展。使金属组成部分被击破与剥落。汽蚀可能发生在叶轮叶片的背面和正面，也可能发生在叶轮外缘和叶轮室壁面之间。通常水泵汽蚀使泵的流量、扬程、功率和效率下降，引起机组振动和噪音，缩短设备寿命，影响工程安全。从含沙量高的水流中取水的水泵，情况更为严重

汽泡馈灭时，液体质点互相撞击，会产生噪音，汽蚀严重时会产生振动，流量、扬程、效率会明显下降，甚至会出现“抽空”现象，同时叶轮会因汽蚀剥蚀减薄，甚至叶片和盖板被穿透。汽蚀导致水泵性能变坏、装置运行不稳定、金属表面材料疲劳剥蚀、噪音和振动加剧等不良后果，因此，在设计和运行管理中要分析、研究和监测水泵汽蚀，及时采取有效的防护措施。

发明内容

本发明的目的在于：主要针对学校等教育、培训机构，提供一种更加适用于大众化的汽蚀现象实验装置，此装置可用于观察和了解水泵汽蚀现象及其对水泵工作性能的影响，了解影响水泵汽蚀的主要因素及防止汽蚀发生的措施。

本发明的水泵汽蚀现象实验装置主要分为三部分，分别为控制部分，水源及循环管道部分，实验发生部分。各部分集中在一个与水平面平行的矩形底座支架上，水源水箱中装有加热器和冷凝装置，以及温度传感器，可以实验不同温度下的液体产生的汽蚀对水泵的影响。控制箱位于整个实验装置的后方，方便控制的同时不影响实验的进行，控制箱不但能控制水泵的启动，还可以控制水泵的转速，并把转速显示在控制箱上对应显示器上；还可以改变水源水箱加热温度，并显示当前水箱的水温。实验水泵入水口和出水口装有压力表和球阀，可测量流量变化过程中水泵发生汽蚀现象时压力变化情况，水泵使用透明泵头，可以更直观的观察汽蚀发生的全过程。

附图说明

图1表示水泵汽蚀现象实验装置整体结构示意图。

图2表示水泵汽蚀现象实验装置控制箱结构示意图。

图3表示水泵汽蚀现象实验装置左视图。

图4表示水泵汽蚀现象实验装置水箱内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作具体的说明。