壓力降(jiang)低是汽蝕發生的(de)條件，水中存在大量的(de)汽泡迅速破裂(lie)則是汽蝕發生的(de)內因(yin)。因(yin)此(ci)，要改善和降(jiang)低煤礦(kuang)主排水泵葉輪的(de)汽蝕破壞，需(xu)要提高水泵入口壓力。

　　在(zai)煤礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)水(shui)(shui)泵(beng)(beng)相當于是(shi)煤礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)“心臟”，水(shui)(shui)泵(beng)(beng)工作(zuo)性能(neng)的(de)(de)(de)好(hao)壞(huai)(huai)直(zhi)接影響到煤礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)生產(chan)安(an)(an)全，保(bao)證煤礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)排水(shui)(shui)設(she)備(bei)尤其是(shi)主(zhu)排水(shui)(shui)泵(beng)(beng)狀況的(de)(de)(de)完好(hao)和穩定性具有(you)非常(chang)重要的(de)(de)(de)意義。水(shui)(shui)泵(beng)(beng)的(de)(de)(de)葉(xie)輪(lun)(lun)(lun)是(shi)水(shui)(shui)泵(beng)(beng)將(jiang)電機的(de)(de)(de)機械能(neng)轉化成水(shui)(shui)的(de)(de)(de)壓力(li)能(neng)和動能(neng)。對水(shui)(shui)泵(beng)(beng)來講，只(zhi)要葉(xie)輪(lun)(lun)(lun)性能(neng)良好(hao)就(jiu)能(neng)保(bao)證水(shui)(shui)泵(beng)(beng)的(de)(de)(de)正常(chang)運(yun)行(xing)。然而(er)長期以(yi)來，困擾(rao)水(shui)(shui)泵(beng)(beng)正常(chang)運(yun)行(xing)的(de)(de)(de)一大難題(ti)(ti)就(jiu)是(shi)水(shui)(shui)泵(beng)(beng)葉(xie)輪(lun)(lun)(lun)葉(xie)片的(de)(de)(de)損(sun)壞(huai)(huai)的(de)(de)(de)問題(ti)(ti)，產(chan)生這(zhe)種破壞(huai)(huai)的(de)(de)(de)主(zhu)要原因(yin)(yin)，往往就(jiu)是(shi)葉(xie)輪(lun)(lun)(lun)發生了汽(qi)蝕現象，所以(yi)研(yan)究泵(beng)(beng)產(chan)生汽(qi)蝕現象的(de)(de)(de)原因(yin)(yin)以(yi)及如何預(yu)防(fang)汽(qi)蝕是(shi)非常(chang)關鍵的(de)(de)(de)問題(ti)(ti)。而(er)這(zhe)也(ye)正是(shi)設(she)計(ji)人員在(zai)煤礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)排水(shui)(shui)設(she)備(bei)的(de)(de)(de)選型設(she)計(ji)、安(an)(an)裝過程中重點(dian)要考慮的(de)(de)(de)問題(ti)(ti)，實際(ji)使(shi)用過程中真正使(shi)煤礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)主(zhu)排水(shui)(shui)泵(beng)(beng)葉(xie)輪(lun)(lun)(lun)遭到破壞(huai)(huai)的(de)(de)(de)zui主(zhu)要原因(yin)(yin)是(shi)由于水(shui)(shui)中的(de)(de)(de)固體顆粒的(de)(de)(de)磨損(sun)，增大了礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)水(shui)(shui)重度，從而(er)增加了汽(qi)蝕發生的(de)(de)(de)可能(neng)性。為此，本文專門(men)研(yan)究了煤礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)主(zhu)排水(shui)(shui)泵(beng)(beng)的(de)(de)(de)具體情況，就(jiu)固體顆粒的(de)(de)(de)存在(zai)對葉(xie)輪(lun)(lun)(lun)破壞(huai)(huai)的(de)(de)(de)影響進行(xing)研(yan)究。

　　1、汽蝕(shi)現(xian)象(xiang)產生的(de)原因

　　泵進水口處的(de)(de)壓力(li)(li)減小(xiao)到當時(shi)水溫下的(de)(de)汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)壓力(li)(li)時(shi)，水發生(sheng)(sheng)汽(qi)(qi)化(hua)。水在入水口形成(cheng)(cheng)(cheng)氣(qi)體，從而(er)入水口形成(cheng)(cheng)(cheng)許多小(xiao)氣(qi)泡。這(zhe)些小(xiao)氣(qi)泡隨水流(liu)進高壓區時(shi)，汽(qi)(qi)泡迅(xun)速破(po)(po)裂，周圍液(ye)體立即填充原汽(qi)(qi)泡空穴，由于汽(qi)(qi)泡破(po)(po)裂時(shi)間很短，所以形成(cheng)(cheng)(cheng)高達(da)幾(ji)百兆(zhao)帕的(de)(de)水力(li)(li)沖擊(ji)。汽(qi)(qi)泡不斷地形成(cheng)(cheng)(cheng)與(yu)破(po)(po)裂，巨大的(de)(de)水力(li)(li)沖擊(ji)以每(mei)秒鐘幾(ji)萬次的(de)(de)頻率反(fan)復作用(yong)在葉(xie)輪上，時(shi)間一長，就會(hui)使(shi)葉(xie)輪的(de)(de)葉(xie)片逐漸(jian)因(yin)疲勞而(er)剝落；同時(shi)，汽(qi)(qi)泡中還夾雜有(you)一些活潑氣(qi)體（如氧氣(qi)），對金(jin)(jin)屬的(de)(de)光滑層因(yin)電解(jie)(jie)而(er)逐漸(jian)變得粗糙。金(jin)(jin)屬表(biao)面粗糙度(du)被破(po)(po)壞后，更加(jia)速了(le)機(ji)械剝蝕(shi)(shi)。另外(wai)，氣(qi)泡形成(cheng)(cheng)(cheng)與(yu)破(po)(po)裂的(de)(de)過程中，會(hui)使(shi)過流(liu)部件兩端產生(sheng)(sheng)溫度(du)差(cha)(cha)異，其冷端與(yu)熱端形成(cheng)(cheng)(cheng)電偶而(er)產生(sheng)(sheng)電位差(cha)(cha)，從而(er)使(shi)金(jin)(jin)屬表(biao)面發生(sheng)(sheng)電解(jie)(jie)作用(yong)，金(jin)(jin)屬的(de)(de)光滑層因(yin)電解(jie)(jie)而(er)逐漸(jian)變得粗糙。在機(ji)械剝蝕(shi)(shi)、化(hua)學腐蝕(shi)(shi)和電化(hua)學的(de)(de)共同作用(yong)下，金(jin)(jin)屬表(biao)面很快出(chu)現(xian)蜂窩狀的(de)(de)麻點，并(bing)逐漸(jian)形成(cheng)(cheng)(cheng)空洞而(er)損(sun)壞，這(zhe)種現(xian)象稱之為汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)。

　　2、汽(qi)蝕現象(xiang)發生后對泵(beng)的嚴重影響

　　當汽蝕發展到一定程度(du)時，將(jiang)影響(xiang)水泵的性能并妨(fang)礙(ai)其正常運行。主要表現為以下幾(ji)個方面：

　　（1）泵的性(xing)能改變 汽蝕(shi)初生時，對水泵外特性(xing)并無明顯影響。汽蝕(shi)發(fa)展(zhan)到一定(ding)程度(du)后，水泵的功(gong)率(lv)、效率(lv)、流(liu)量(liang)和揚程等參數(shu)會突然下降。當汽蝕(shi)充分發(fa)展(zhan)后，水流(liu)的有效過流(liu)面積(ji)會減小很多，以(yi)致(zhi)引起水流(liu)中(zhong)斷，不能工作(zuo)。

　　（2）引(yin)起(qi)振(zhen)動和噪(zao)聲 氣泡破裂(lie)時(shi)，液體(ti)質(zhi)點互相沖(chong)擊，產(chan)生噪(zao)音和機組振(zhen)動，兩者互相激勵使泵產(chan)生強烈振(zhen)動，稱為(wei)汽(qi)蝕共(gong)振(zhen)現象。

　　（3）過流部(bu)件(jian)表面的破壞(huai) 汽蝕破壞(huai)將大大縮短水泵的壽命，剝蝕和腐蝕嚴重時，會產(chan)生葉片(pian)斷裂或穿孔等(deng)重大事(shi)故(gu)。

　　3、葉輪磨損實驗分析

　　利用(yong)(yong)在(zai)(zai)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)葉(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)上涂(tu)漆(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法，對(dui)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)損傷(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)部位和(he)(he)程(cheng)度(du)(du)進行(xing)定(ding)性分(fen)(fen)析(xi)實(shi)(shi)驗條(tiao)(tiao)件(jian)：（1）用(yong)(yong)含一定(ding)沙粒(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)代(dai)替礦(kuang)(kuang)(kuang)水(shui)，使密(mi)度(du)(du)和(he)(he)礦(kuang)(kuang)(kuang)水(shui)相(xiang)同（ρ=1025kg/m3），分(fen)(fen)別在(zai)(zai)發生(sheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)和(he)(he)不(bu)發生(sheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)情(qing)況(kuang)(kuang)(kuang)下(xia)進行(xing)磨損實(shi)(shi)驗：（2）用(yong)(yong)清(qing)(qing)水(shui)在(zai)(zai)發生(sheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)(kuang)(kuang)下(xia)進行(xing)磨損實(shi)(shi)驗。水(shui)泵在(zai)(zai)以上2種條(tiao)(tiao)件(jian)下(xia)運行(xing)10h后，觀(guan)察葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)損傷(shang)(shang)情(qing)況(kuang)(kuang)(kuang)并進行(xing)分(fen)(fen)析(xi)。實(shi)(shi)際應(ying)用(yong)(yong)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)煤(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)主排(pai)水(shui)泵葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)損壞(huai)(huai)zui嚴(yan)(yan)重(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)部位是葉(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)壓(ya)(ya)力(li)面(mian)和(he)(he)吸水(shui)面(mian)，葉(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)材料剝(bo)(bo)落(luo)形(xing)(xing)成凹坑，嚴(yan)(yan)重(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)甚(shen)至形(xing)(xing)成葉(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)剝(bo)(bo)落(luo)：葉(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)出口壓(ya)(ya)力(li)面(mian)磨損也比較嚴(yan)(yan)重(zhong)。后蓋(gai)板上從葉(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)到葉(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)中部凹凸不(bu)平(ping)，受到不(bu)同程(cheng)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)損壞(huai)(huai)。實(shi)(shi)踐證明，涂(tu)油(you)漆(qi)只(zhi)有(you)(you)(you)葉(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)端有(you)(you)(you)較明顯(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)(gu)體顆(ke)粒(li)(li)(li)摩擦痕(hen)跡，整個葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)葉(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)流道沒(mei)(mei)有(you)(you)(you)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)點(dian)。汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)損失情(qing)況(kuang)(kuang)(kuang)下(xia)，葉(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)端、葉(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)壓(ya)(ya)力(li)面(mian)、葉(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)出口壓(ya)(ya)力(li)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)油(you)漆(qi)有(you)(you)(you)較嚴(yan)(yan)重(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)(gu)體顆(ke)粒(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)摩擦痕(hen)跡，特別是葉(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)吸力(li)面(mian)有(you)(you)(you)大面(mian)積的(de)(de)(de)(de)(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)點(dian)存(cun)在(zai)(zai)，在(zai)(zai)損傷(shang)(shang)部位及程(cheng)度(du)(du)基本上和(he)(he)實(shi)(shi)際煤(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)主排(pai)水(shui)泵葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)損傷(shang)(shang)情(qing)況(kuang)(kuang)(kuang)一致，程(cheng)度(du)(du)較無汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)時好。條(tiao)(tiao)件(jian)2下(xia)清(qing)(qing)水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)驗沒(mei)(mei)有(you)(you)(you)磨痕(hen)，只(zhi)有(you)(you)(you)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)點(dian)，汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)程(cheng)度(du)(du)和(he)(he)含沙水(shui)相(xiang)比要(yao)小(xiao)得多，說(shuo)明含沙粒(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)水(shui)擴大了(le)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)范(fan)圍。由此(ci)可見，在(zai)(zai)相(xiang)同流體介質條(tiao)(tiao)件(jian)下(xia)，發生(sheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)時的(de)(de)(de)(de)(de)(de)損傷(shang)(shang)比不(bu)發生(sheng)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)時要(yao)嚴(yan)(yan)重(zhong)；相(xiang)同汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)條(tiao)(tiao)件(jian)下(xia)，有(you)(you)(you)固(gu)(gu)體顆(ke)粒(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)介質比沒(mei)(mei)有(you)(you)(you)固(gu)(gu)體顆(ke)粒(li)(li)(li)時要(yao)嚴(yan)(yan)重(zhong)。因此(ci)，汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)是煤(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)主排(pai)水(shui)泵葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)損傷(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)原因，消(xiao)除汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)可以降低(di)水(shui)泵的(de)(de)(de)(de)(de)(de)破(po)壞(huai)(huai)，消(xiao)除水(shui)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)(gu)體顆(ke)粒(li)(li)(li)則可更大程(cheng)度(du)(du)地減(jian)輕(qing)破(po)壞(huai)(huai)。實(shi)(shi)驗結果(guo)表明，雖然我們還不(bu)清(qing)(qing)楚汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)蝕(shi)與固(gu)(gu)體顆(ke)粒(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大小(xiao)是否(fou)有(you)(you)(you)關系，但可以驗證破(po)壞(huai)(huai)作用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)客觀(guan)存(cun)在(zai)(zai)。

　　4、對策與結論

　　由以上實驗可知道(dao)壓力(li)降低是(shi)汽(qi)蝕發生的(de)條件(jian)，水中存在大量的(de)汽(qi)泡迅速破裂則是(shi)汽(qi)蝕發生的(de)內因。因此，為(wei)改善和減輕(qing)煤礦(kuang)主排水泵(beng)葉輪的(de)汽(qi)蝕破壞，應從以下2方面改進：

　　（1）設(she)(she)計(ji)、制造方面。1）改(gai)變葉(xie)(xie)輪形(xing)狀的(de)(de)(de)設(she)(she)計(ji)及優化葉(xie)(xie)輪的(de)(de)(de)結構參數，改(gai)善(shan)汽(qi)蝕(shi)(shi)(shi)產生的(de)(de)(de)外部條件(jian)；2）葉(xie)(xie)片及其他水(shui)(shui)流經(jing)的(de)(de)(de)部件(jian)應選用(yong)抗汽(qi)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能良好的(de)(de)(de)材料(liao)；3）減少吸(xi)入(ru)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)壓力損失(shi)∑h、吸(xi)入(ru)管(guan)(guan)路(lu)系統包(bao)括底閥(fa)、慮水(shui)(shui)器、管(guan)(guan)路(lu)、彎頭(tou)、等，使這些部位(wei)的(de)(de)(de)安裝設(she)(she)計(ji)合(he)理，減少損失(shi)，也是降低(di)水(shui)(shui)泵發生汽(qi)蝕(shi)(shi)(shi)現象(xiang)的(de)(de)(de)重要途徑；4）減少泵本身必須的(de)(de)(de)汽(qi)蝕(shi)(shi)(shi)余量(liang)，為此，可適當(dang)加(jia)大手級葉(xie)(xie)輪吸(xi)入(ru)口(kou)直(zhi)徑，或采用(yong)無底閥(fa)排水(shui)(shui)。

　　（2）使用(yong)方面。1）在安(an)裝(zhuang)允許的(de)條(tiao)件(jian)下，盡量減小泵(beng)(beng)的(de)吸水(shui)高(gao)度。這(zhe)樣(yang)使泵(beng)(beng)運(yun)行中的(de)允許汽蝕(shi)余(yu)量更(geng)大(da)些。一般情況(kuang)下安(an)裝(zhuang)高(gao)度在2～3.5m時(shi)，降低(di)泵(beng)(beng)發(fa)生(sheng)汽蝕(shi)現象。2）降低(di)井水(shui)的(de)密度，含煤粉和泥沙的(de)礦井水(shui)，為了(le)減小礦水(shui)密度以減少泵(beng)(beng)的(de)汽蝕(shi)，應在礦井排(pai)水(shui)之前做沉淀處理(li)。3）減小水(shui)流進泵(beng)(beng)吸入口的(de)平均(jun)流速(su)。