壓力降(jiang)低是汽蝕發生的(de)條件(jian)，水中(zhong)存(cun)在大量的(de)汽泡迅速(su)破(po)(po)裂則是汽蝕發生的(de)內因(yin)。因(yin)此(ci)，要改(gai)善和(he)降(jiang)低煤礦主排(pai)水泵葉(xie)輪的(de)汽蝕破(po)(po)壞，需要提高水泵入口(kou)壓(ya)力(li)。

　　在煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)相(xiang)當(dang)于是煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)“心臟(zang)”，水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)工作(zuo)性能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)好壞直接影(ying)響到煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)產安全，保證煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)排水(shui)(shui)(shui)(shui)設(she)備尤(you)其是主(zhu)(zhu)排水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)狀況的(de)(de)(de)(de)(de)(de)完好和穩定性具(ju)有非常(chang)重要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)意義(yi)。水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)葉(xie)輪(lun)(lun)(lun)是水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)將(jiang)電機的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機械(xie)能(neng)轉化成水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓力(li)能(neng)和動能(neng)。對(dui)水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)來講(jiang)，只要(yao)葉(xie)輪(lun)(lun)(lun)性能(neng)良好就(jiu)能(neng)保證水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)正(zheng)常(chang)運行(xing)。然(ran)而(er)長期以來，困擾(rao)水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)正(zheng)常(chang)運行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一大(da)難題(ti)就(jiu)是水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)葉(xie)輪(lun)(lun)(lun)葉(xie)片的(de)(de)(de)(de)(de)(de)損壞的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti)，產生(sheng)這種破壞的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)要(yao)原因，往(wang)往(wang)就(jiu)是葉(xie)輪(lun)(lun)(lun)發生(sheng)了(le)汽蝕(shi)現(xian)象(xiang)，所以研(yan)究泵(beng)產生(sheng)汽蝕(shi)現(xian)象(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)原因以及如(ru)何預(yu)防汽蝕(shi)是非常(chang)關鍵的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti)。而(er)這也正(zheng)是設(she)計(ji)(ji)人員在煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)排水(shui)(shui)(shui)(shui)設(she)備的(de)(de)(de)(de)(de)(de)選(xuan)型設(she)計(ji)(ji)、安裝過程(cheng)中(zhong)(zhong)重點要(yao)考(kao)慮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti)，實際使用(yong)過程(cheng)中(zhong)(zhong)真正(zheng)使煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)主(zhu)(zhu)排水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)葉(xie)輪(lun)(lun)(lun)遭(zao)到破壞的(de)(de)(de)(de)(de)(de)zui主(zhu)(zhu)要(yao)原因是由于水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)體(ti)顆粒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磨損，增大(da)了(le)礦(kuang)(kuang)(kuang)水(shui)(shui)(shui)(shui)重度，從而(er)增加了(le)汽蝕(shi)發生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可能(neng)性。為此，本文專門研(yan)究了(le)煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)主(zhu)(zhu)排水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)具(ju)體(ti)情況，就(jiu)固(gu)體(ti)顆粒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在對(dui)葉(xie)輪(lun)(lun)(lun)破壞的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響進行(xing)研(yan)究。

　　1、汽蝕(shi)現(xian)象產生的(de)原(yuan)因

　　泵進水(shui)(shui)口處的(de)(de)(de)壓(ya)力(li)(li)減小(xiao)到(dao)當時水(shui)(shui)溫下(xia)的(de)(de)(de)汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)壓(ya)力(li)(li)時，水(shui)(shui)發(fa)生汽(qi)(qi)化。水(shui)(shui)在入水(shui)(shui)口形成(cheng)氣體，從(cong)而(er)入水(shui)(shui)口形成(cheng)許(xu)多小(xiao)氣泡(pao)。這些小(xiao)氣泡(pao)隨水(shui)(shui)流進高(gao)(gao)壓(ya)區時，汽(qi)(qi)泡(pao)迅速破裂，周圍液體立(li)即填充原汽(qi)(qi)泡(pao)空穴，由于汽(qi)(qi)泡(pao)破裂時間(jian)很短，所(suo)以形成(cheng)高(gao)(gao)達幾百兆帕的(de)(de)(de)水(shui)(shui)力(li)(li)沖擊。汽(qi)(qi)泡(pao)不斷地形成(cheng)與破裂，巨大的(de)(de)(de)水(shui)(shui)力(li)(li)沖擊以每秒鐘幾萬次的(de)(de)(de)頻率反復作(zuo)用在葉(xie)輪(lun)(lun)上，時間(jian)一長，就會使葉(xie)輪(lun)(lun)的(de)(de)(de)葉(xie)片逐(zhu)(zhu)(zhu)漸因疲勞而(er)剝(bo)落；同時，汽(qi)(qi)泡(pao)中還夾雜有(you)一些活潑(po)氣體（如氧氣），對金屬(shu)的(de)(de)(de)光滑層因電(dian)(dian)解(jie)(jie)而(er)逐(zhu)(zhu)(zhu)漸變得粗(cu)糙。金屬(shu)表(biao)(biao)面(mian)粗(cu)糙度(du)被破壞后(hou)，更加速了機械(xie)剝(bo)蝕(shi)(shi)。另(ling)外，氣泡(pao)形成(cheng)與破裂的(de)(de)(de)過程中，會使過流部件兩端產(chan)生溫度(du)差異，其(qi)冷端與熱端形成(cheng)電(dian)(dian)偶(ou)而(er)產(chan)生電(dian)(dian)位(wei)差，從(cong)而(er)使金屬(shu)表(biao)(biao)面(mian)發(fa)生電(dian)(dian)解(jie)(jie)作(zuo)用，金屬(shu)的(de)(de)(de)光滑層因電(dian)(dian)解(jie)(jie)而(er)逐(zhu)(zhu)(zhu)漸變得粗(cu)糙。在機械(xie)剝(bo)蝕(shi)(shi)、化學(xue)腐蝕(shi)(shi)和電(dian)(dian)化學(xue)的(de)(de)(de)共同作(zuo)用下(xia)，金屬(shu)表(biao)(biao)面(mian)很快(kuai)出(chu)現蜂窩狀的(de)(de)(de)麻點，并逐(zhu)(zhu)(zhu)漸形成(cheng)空洞而(er)損壞，這種現象稱之為汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)。

　　2、汽蝕現(xian)象發生后(hou)對泵的嚴重影(ying)響

　　當汽蝕發展(zhan)到一(yi)定程度(du)時(shi)，將影響水泵的(de)性能(neng)并妨礙其正常(chang)運(yun)行(xing)。主要表現為(wei)以下(xia)幾個(ge)方(fang)面：

　　（1）泵的性能(neng)改變(bian) 汽蝕初生時，對水泵外特性并無明顯影響。汽蝕發(fa)(fa)展到(dao)一定程(cheng)度(du)后(hou)，水泵的功率、效(xiao)率、流(liu)量(liang)和揚程(cheng)等參數會突然下降。當(dang)汽蝕充分(fen)發(fa)(fa)展后(hou)，水流(liu)的有(you)效(xiao)過(guo)流(liu)面積會減小很(hen)多，以致(zhi)引起水流(liu)中斷，不能(neng)工作。

　　（2）引起振(zhen)動和噪聲 氣泡破裂時，液體質點互(hu)相沖(chong)擊，產(chan)生(sheng)噪音和機(ji)組(zu)振(zhen)動，兩者互(hu)相激勵(li)使泵產(chan)生(sheng)強烈振(zhen)動，稱為汽蝕(shi)共振(zhen)現象。

　　（3）過(guo)流(liu)部件表面(mian)的破(po)壞 汽(qi)蝕破(po)壞將大大縮短水泵的壽命，剝蝕和腐蝕嚴(yan)重(zhong)時，會產生葉片斷裂或穿孔等重(zhong)大事故。

　　3、葉輪磨損實驗分析

　　利用在(zai)(zai)葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)上涂漆(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)方法(fa)，對(dui)葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)損(sun)傷(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)部位和(he)程度(du)進(jin)行定性分(fen)析(xi)實(shi)驗(yan)(yan)(yan)條(tiao)(tiao)件(jian)：（1）用含(han)一定沙粒(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)代替礦(kuang)(kuang)(kuang)水(shui)，使密(mi)度(du)和(he)礦(kuang)(kuang)(kuang)水(shui)相(xiang)同（ρ=1025kg/m3），分(fen)別在(zai)(zai)發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)和(he)不發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)情況(kuang)下(xia)(xia)進(jin)行磨(mo)損(sun)實(shi)驗(yan)(yan)(yan)：（2）用清(qing)(qing)水(shui)在(zai)(zai)發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia)(xia)進(jin)行磨(mo)損(sun)實(shi)驗(yan)(yan)(yan)。水(shui)泵(beng)(beng)在(zai)(zai)以上2種條(tiao)(tiao)件(jian)下(xia)(xia)運行10h后，觀察葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)損(sun)傷(shang)(shang)(shang)情況(kuang)并進(jin)行分(fen)析(xi)。實(shi)際應用中的(de)(de)(de)(de)(de)煤礦(kuang)(kuang)(kuang)主(zhu)排(pai)(pai)水(shui)泵(beng)(beng)葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)損(sun)壞(huai)(huai)(huai)zui嚴(yan)重(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)部位是(shi)葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)壓力面(mian)(mian)和(he)吸水(shui)面(mian)(mian)，葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)材料(liao)剝落形(xing)成凹坑，嚴(yan)重(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)甚至形(xing)成葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)剝落：葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)出口壓力面(mian)(mian)磨(mo)損(sun)也比(bi)較(jiao)嚴(yan)重(zhong)。后蓋板(ban)上從葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)到葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)中部凹凸不平，受到不同程度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)損(sun)壞(huai)(huai)(huai)。實(shi)踐(jian)證明(ming)，涂油漆(qi)(qi)只有(you)(you)(you)(you)葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)端有(you)(you)(you)(you)較(jiao)明(ming)顯(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)(gu)體(ti)顆粒(li)(li)(li)摩(mo)擦痕跡(ji)，整個葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)流道沒有(you)(you)(you)(you)汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)點。汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)損(sun)失(shi)情況(kuang)下(xia)(xia)，葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)端、葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)壓力面(mian)(mian)、葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)出口壓力面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)油漆(qi)(qi)有(you)(you)(you)(you)較(jiao)嚴(yan)重(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)(gu)體(ti)顆粒(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)摩(mo)擦痕跡(ji)，特別是(shi)葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)吸力面(mian)(mian)有(you)(you)(you)(you)大(da)面(mian)(mian)積的(de)(de)(de)(de)(de)汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)點存在(zai)(zai)，在(zai)(zai)損(sun)傷(shang)(shang)(shang)部位及(ji)程度(du)基本上和(he)實(shi)際煤礦(kuang)(kuang)(kuang)主(zhu)排(pai)(pai)水(shui)泵(beng)(beng)葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)的(de)(de)(de)(de)(de)損(sun)傷(shang)(shang)(shang)情況(kuang)一致，程度(du)較(jiao)無汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)時好。條(tiao)(tiao)件(jian)2下(xia)(xia)清(qing)(qing)水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)(yan)(yan)沒有(you)(you)(you)(you)磨(mo)痕，只有(you)(you)(you)(you)汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)點，汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)程度(du)和(he)含(han)沙水(shui)相(xiang)比(bi)要(yao)(yao)小得多，說明(ming)含(han)沙粒(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)水(shui)擴大(da)了汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)范(fan)圍。由此可(ke)見，在(zai)(zai)相(xiang)同流體(ti)介質條(tiao)(tiao)件(jian)下(xia)(xia)，發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)時的(de)(de)(de)(de)(de)損(sun)傷(shang)(shang)(shang)比(bi)不發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)時要(yao)(yao)嚴(yan)重(zhong)；相(xiang)同汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)條(tiao)(tiao)件(jian)下(xia)(xia)，有(you)(you)(you)(you)固(gu)(gu)體(ti)顆粒(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)介質比(bi)沒有(you)(you)(you)(you)固(gu)(gu)體(ti)顆粒(li)(li)(li)時要(yao)(yao)嚴(yan)重(zhong)。因(yin)此，汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)是(shi)煤礦(kuang)(kuang)(kuang)主(zhu)排(pai)(pai)水(shui)泵(beng)(beng)葉(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)(xie)輪(lun)(lun)損(sun)傷(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)(yao)原因(yin)，消除(chu)汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)可(ke)以降低水(shui)泵(beng)(beng)的(de)(de)(de)(de)(de)破(po)(po)壞(huai)(huai)(huai)，消除(chu)水(shui)中的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)(gu)體(ti)顆粒(li)(li)(li)則可(ke)更大(da)程度(du)地減輕破(po)(po)壞(huai)(huai)(huai)。實(shi)驗(yan)(yan)(yan)結果表(biao)明(ming)，雖然我們還不清(qing)(qing)楚汽(qi)(qi)蝕(shi)(shi)與固(gu)(gu)體(ti)顆粒(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小是(shi)否有(you)(you)(you)(you)關(guan)系，但(dan)可(ke)以驗(yan)(yan)(yan)證破(po)(po)壞(huai)(huai)(huai)作用的(de)(de)(de)(de)(de)客觀存在(zai)(zai)。

　　4、對(dui)策(ce)與結論

　　由以上實驗可知(zhi)道(dao)壓力降低是(shi)汽(qi)蝕(shi)發(fa)生的(de)條件，水(shui)中存在大量的(de)汽(qi)泡迅(xun)速破裂則是(shi)汽(qi)蝕(shi)發(fa)生的(de)內因(yin)(yin)。因(yin)(yin)此，為改善和減輕煤礦(kuang)主排水(shui)泵葉輪的(de)汽(qi)蝕(shi)破壞(huai)，應從以下2方面(mian)改進：

　　（1）設計、制造(zao)方面。1）改(gai)變葉輪(lun)形狀的(de)(de)(de)設計及優化葉輪(lun)的(de)(de)(de)結構(gou)參數，改(gai)善汽(qi)(qi)(qi)蝕(shi)產(chan)生的(de)(de)(de)外部條(tiao)件(jian)；2）葉片及其他水流經的(de)(de)(de)部件(jian)應選(xuan)用抗汽(qi)(qi)(qi)蝕(shi)性能良好(hao)的(de)(de)(de)材(cai)料；3）減(jian)(jian)少(shao)(shao)吸(xi)(xi)入(ru)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)壓力(li)損(sun)失∑h、吸(xi)(xi)入(ru)管(guan)(guan)路(lu)系(xi)統包括底(di)(di)閥(fa)、慮水器、管(guan)(guan)路(lu)、彎頭(tou)、等，使(shi)這些部位的(de)(de)(de)安裝(zhuang)設計合理，減(jian)(jian)少(shao)(shao)損(sun)失，也是降(jiang)低水泵發生汽(qi)(qi)(qi)蝕(shi)現(xian)象的(de)(de)(de)重要途徑；4）減(jian)(jian)少(shao)(shao)泵本身必須的(de)(de)(de)汽(qi)(qi)(qi)蝕(shi)余量，為此，可適當加大手級葉輪(lun)吸(xi)(xi)入(ru)口直徑，或采(cai)用無底(di)(di)閥(fa)排(pai)水。

　　（2）使用方面(mian)。1）在(zai)安裝(zhuang)允(yun)(yun)許(xu)的(de)條件(jian)下(xia)，盡量減小(xiao)(xiao)泵(beng)(beng)(beng)的(de)吸(xi)水(shui)高度。這樣使泵(beng)(beng)(beng)運(yun)行(xing)中(zhong)的(de)允(yun)(yun)許(xu)汽(qi)蝕(shi)余量更大些(xie)。一(yi)般情況(kuang)下(xia)安裝(zhuang)高度在(zai)2～3.5m時，降低(di)泵(beng)(beng)(beng)發生汽(qi)蝕(shi)現象(xiang)。2）降低(di)井(jing)水(shui)的(de)密(mi)度，含煤(mei)粉和泥沙(sha)的(de)礦(kuang)井(jing)水(shui)，為了減小(xiao)(xiao)礦(kuang)水(shui)密(mi)度以減少泵(beng)(beng)(beng)的(de)汽(qi)蝕(shi)，應(ying)在(zai)礦(kuang)井(jing)排(pai)水(shui)之(zhi)前(qian)做(zuo)沉淀處理(li)。3）減小(xiao)(xiao)水(shui)流(liu)進泵(beng)(beng)(beng)吸(xi)入口的(de)平均(jun)流(liu)速(su)。