影響離心泵氣蝕的因素是設(shè)計(jì)與使用離心泵所必須考慮的問題监憎，近年來國(guó)內(nèi)外對(duì)其進(jìn)行了大量的研究。但由于研究的側(cè)重點(diǎn)不同，且大多都是針對(duì)影響離心泵氣蝕的某一參數(shù)進(jìn)行的研究磺勋，造成研究成果較為分散，且部分觀點(diǎn)之間相互矛盾刷粒。本文綜合國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)秉疚，對(duì)離心泵氣蝕影響因素的相關(guān)研究結(jié)果進(jìn)行比較、分析撕星，得出目前較為全面的影響離心泵氣蝕的主要因素抖躺。

1、流體物理特性方面的影響

流體物理特性對(duì)離心泵氣蝕的影響主要包括：所輸送流體的純凈度唧窄、pH值和電解質(zhì)濃度勇斜、溶解氣體量、溫度究惨、運(yùn)動(dòng)黏度树家、汽化壓力及熱力學(xué)性質(zhì)。

(1)純凈度(所含固體顆粒物濃度)的影響 流體中所含固體雜質(zhì)越多治拿，將導(dǎo)致氣蝕核子的數(shù)量增多摩泪。從而加速氣蝕的發(fā)生與發(fā)展。

(2)pH值和電解質(zhì)濃度的影響 輸送極性介質(zhì)的離心泵(如一般的水泵)與輸送非極性介質(zhì)的離心泵(輸送苯劫谅、烷烴等有機(jī)物的泵)见坑，其氣蝕機(jī)理是不同的。輸送極性介質(zhì)的離心泵的氣蝕損傷可能包括機(jī)械作用捏检、化學(xué)腐蝕(與流體PH值有關(guān))荞驴、電化學(xué)腐蝕(與流體電解質(zhì)濃度有關(guān));而輸送非極性介質(zhì)的離心泵的氣蝕損傷可能只有機(jī)械作用。

(3)氣體溶解度的影響 國(guó)外研究表明流體內(nèi)溶解的氣體含量對(duì)氣蝕核子的產(chǎn)生與發(fā)展起到促進(jìn)作用贯城。

(4)氣化壓力的影響 研究表明隨著氣化壓力的增高熊楼，氣蝕損傷先升高后降低。因?yàn)殡S著氣化壓力的升高能犯，流體內(nèi)形成的不穩(wěn)定氣泡核的數(shù)量也不斷升高鲫骗，從而引起氣泡破裂數(shù)量的增多，沖擊波強(qiáng)度增大踩晶，氣蝕率上升执泰。但如果氣化壓力繼續(xù)增大，使氣泡數(shù)增加到一定限度俊瞬，氣泡群形成一種“層間隔”的作用危葵，阻止了沖擊波行進(jìn)，削弱其強(qiáng)度兑蹈，氣蝕的破壞程度反而會(huì)逐漸降低。

(5)溫度的影響 在流體中溫度的改變將導(dǎo)致氣化壓力狐绽、氣體溶解度污祭、表面張力等其他影響氣蝕的物理性質(zhì)出現(xiàn)較大改變锐校。由此可見，溫度對(duì)氣蝕的影響機(jī)制較為復(fù)雜慨蜒，需結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行判斷矮按。

(6)表面張力的影響 當(dāng)其他因素保持不變，降低流體表面張力可以減少氣蝕損傷歉羹。因?yàn)殡S著流體表面張力的減小膨泄，氣泡潰滅所產(chǎn)生沖擊波的強(qiáng)度減弱，氣蝕速率降低帅挫。

(7)液體黏度的影響 流體黏度越大段丸，流速越低，達(dá)到高壓區(qū)的氣泡數(shù)越少抡草，氣泡破滅所產(chǎn)生沖擊波的強(qiáng)度就減小饰及。同時(shí)，流體黏度越大康震，對(duì)沖擊波削弱也越大燎含。因此，流體的黏度越低腿短，氣蝕損傷越嚴(yán)重屏箍。

(8)液體的可壓縮性和密度的影響 隨著流體密度的增加，可壓縮性降低橘忱，氣蝕損失增加赴魁。

2、過流部件材質(zhì)特性方面的影響

由于泵的氣蝕損傷主要體現(xiàn)為對(duì)過流部件材質(zhì)的損壞鹦付。因此尚粘，過流部件的材料性能也將在一定程度上對(duì)離心泵的氣蝕產(chǎn)生影響，采用抗氣蝕性能良好的材料制造過流部件是減少離心泵氣蝕影響的有效措施敲长。

(1)材料的硬度 以AISI304材質(zhì)的葉輪為例郎嫁，氣蝕會(huì)造成葉輪材料的加工硬化和相變誘發(fā)馬氏體鋼，這種變化將反過來阻止材料的進(jìn)一步氣蝕爬账。而加工硬化和相變誘發(fā)馬氏體鋼的抗氣蝕性主要依賴于葉輪材質(zhì)的硬度源相。

(2)加工硬化與抗疲勞性能 材料加工硬化指數(shù)越高，抗疲勞性能越好横罪，則材料抗氣蝕性能越好下乱。

(3)晶體結(jié)構(gòu)的影響 在其他條件確定的情況下，抗氣蝕率是顯微結(jié)構(gòu)的函數(shù)蚂悯。在立方晶系中条肢，由于體心立方晶格的金屬具有較高的應(yīng)變速率敏感性，當(dāng)應(yīng)變速率上升時(shí)，會(huì)引起快速的穿晶脆性斷裂和解理斷裂稀忘，并導(dǎo)致點(diǎn)蝕形成云钻，從而產(chǎn)生較大的磨蝕率。對(duì)于密排六方晶格的金屬扣筛，當(dāng)接近于理想的軸比且處于氣蝕環(huán)境時(shí)聋寻，六個(gè)滑移系全部開動(dòng)，迅速轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定態(tài)FCC水导，吸收氣蝕應(yīng)力所做的功坠狡，使磨蝕率下降。對(duì)于面心立方晶格的金屬遂跟，滑移系較多逃沿，在高應(yīng)力作用下，將發(fā)生塑性流變漩勤。因此感挥，孕育期長(zhǎng)，磨蝕率降低越败〈ビ祝總之，在氣蝕過程中究飞，發(fā)生由BCC向HCP或FCC向HCP轉(zhuǎn)變置谦，都將提高抗氣蝕性。

(4) 晶粒大小的影響 葉輪所使用金屬材料的晶粒尺寸越小亿傅，抗氣蝕性能越好媒峡。因?yàn)榻饘俚木Я３叽缭叫。?xì)晶使晶界增多葵擎，位錯(cuò)滑移受阻谅阿，裂紋在擴(kuò)展中受阻力增大，延長(zhǎng)了磨蝕壽命某蛆。

3碴秽、離心泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的影響

在離心泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面對(duì)泵氣蝕特性起主要影響的可以分為泵體設(shè)計(jì)和葉輪設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。研究表明影響離心泵氣蝕性能的直接因素是葉輪進(jìn)口的局部流動(dòng)均勻性诸跳，因此葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比泵體的設(shè)計(jì)對(duì)離心泵氣蝕的影響大承叫，是主要影響因素。

(1)葉輪結(jié)構(gòu)對(duì)離心泵氣蝕性能的影響

離心泵葉輪結(jié)構(gòu)對(duì)泵的氣蝕性能有著重要的影響彼使，合理的葉輪結(jié)構(gòu)可以改善泵的氣蝕性能织鳖。

1)葉片進(jìn)口厚度。葉片的排擠作用使得進(jìn)口處流體速度增加而產(chǎn)生壓力損失接馏。選擇較小的葉片進(jìn)口厚度卷哟，可以減少葉片對(duì)液流的沖擊，增大葉片進(jìn)口處的過流面積，減少葉片的排擠原俘，從而降低葉片進(jìn)口的絕對(duì)速度和相對(duì)速度划烫，提高泵的抗氣蝕性能蒲坐。

2)葉輪進(jìn)口流道表面粗糙度竿刁。離心泵的葉輪進(jìn)口流道的表面粗糙度可以分為二類：一類是孤立粗糙突體(如明顯的突出流道表面的夾渣或明顯的機(jī)加工與非加工過渡棱等)，另一類是沿整個(gè)表面某一部份均勻分布的粗糙突體搪缨。研究表明孤立粗糙突體會(huì)在液流中引起額外的沖擊和漩渦食拜，因此沿整個(gè)表面均勻分布的粗糙突體與同樣高度的孤立粗糙突體比較，其氣蝕發(fā)生的危險(xiǎn)性要小得多副编。由此可見负甸，對(duì)粗糙流道的表面，尤其是存在孤立粗糙突體的表面痹届，進(jìn)行必要的打磨是提高離心泵抗氣蝕性能的有效措施呻待。

3)葉片進(jìn)口喉部面積。葉片進(jìn)口的喉部面積對(duì)離心泵氣蝕性能的影響非常之大队腐。如果葉片入口喉部面積較小蚕捉，即使葉片進(jìn)口處過流面積與葉輪進(jìn)口斷面面積之比設(shè)計(jì)的較為合理，但仍舊很可能無法達(dá)到理想的氣蝕性能柴淘。葉輪葉片進(jìn)口喉部面積過小迫淹，將導(dǎo)致葉片進(jìn)口液流的絕對(duì)速度增大，從而造成離心泵抗氣蝕性能下降为严。

4)葉片數(shù)升筛。離心泵葉輪內(nèi)葉片的數(shù)量對(duì)于泵的揚(yáng)程、效率垛搏、氣蝕性能都有較大影響柳竟。固然，采用較少的葉輪葉片數(shù)量能減少的摩擦面肩卡，制造簡(jiǎn)單慰乾，但是它對(duì)流體的導(dǎo)向作用卻變差了;而采用較多的葉片數(shù)可以減少葉片負(fù)荷，改善初生氣蝕特性蟹助，但是葉片數(shù)過多會(huì)造成排擠程度的增加欧舒，并使相鄰葉片之間的寬度減小，從而容易形成汽泡群堵塞流道捉痰，致使機(jī)泵氣蝕性能變差阐拭。因此，在選擇葉輪葉片數(shù)時(shí)湖吭，一方面要盡量減少葉片的排擠與摩擦面掺厦，另一方面又要使葉道有足夠的長(zhǎng)度，以保證液流的穩(wěn)定性和葉片對(duì)液體的充分作用。目前聚谁，對(duì)于葉片數(shù)的取值并沒有一個(gè)確定的母剥、公認(rèn)的規(guī)則。但大量的研究表明形导，針對(duì)具體的離心泵設(shè)計(jì)环疼，應(yīng)用CFD流場(chǎng)數(shù)值模擬的方法可以有效的確定葉輪葉片數(shù)的最佳范圍。

(2)葉輪吸入口參數(shù)對(duì)離心泵氣蝕性能的影響

葉輪吸入口參數(shù)即決定葉輪葉片進(jìn)口面積的相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)朵耕，其包括：葉片進(jìn)口沖角炫隶、葉輪進(jìn)口直徑、葉片進(jìn)口流道寬度以及輪轂直徑阎曹。

1)葉片進(jìn)口沖角Δβ一般取正沖角(3°~10°)伪阶。由于采用正沖角，增大了葉片進(jìn)口角处嫌，從而能夠有效減小葉片的彎曲栅贴，增大葉片進(jìn)口過流面積，減小葉片的排擠熏迹。這些因素都將減小v0和ω0檐薯，提高泵的抗氣蝕性能。并且離心泵的流量增加時(shí)谊某，進(jìn)口相對(duì)液流角增大坷顽，采用正沖角可以避免泵在大流量下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)負(fù)沖角，造成λ2急劇上升(如下圖所示)订岗。大量研究表明增大葉片進(jìn)口角喇喂，保持正沖角，能提高泵的抗氣蝕性能囊骆，而且對(duì)效率影響不大雪奠。但沖角的選擇對(duì)離心泵的抗氣蝕性能則存在一個(gè)最優(yōu)值，并不是沖角越大越好筏匪，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行分析踪启、選擇。

2)葉輪進(jìn)口直徑慢俄。在流量恒定的情況下茧天，葉輪進(jìn)口處液流的絕對(duì)速度和相對(duì)速度都是吸入管徑的函數(shù)。因此妄结，對(duì)于提高離心泵的抗氣蝕特性磨夕，葉輪進(jìn)口直徑存在一個(gè)最佳值。當(dāng)葉輪進(jìn)口直徑小于此最佳值時(shí)蔓姚，隨著葉輪直徑的增大捕虽，進(jìn)口處的流速減小慨丐，離心泵氣蝕性能不斷提高。但當(dāng)葉輪直徑的取值超過最佳值之后泄私，對(duì)于給定流量來說房揭，隨著進(jìn)口直徑的增大，在葉輪進(jìn)口部分將形成停滯區(qū)和反向流晌端，使離心泵氣蝕性能逐漸惡化捅暴。

3)葉片進(jìn)口流道寬度。在離心泵的工況不變的情況下斩松，增大葉片進(jìn)口處流道的寬度會(huì)使液流絕對(duì)速度的軸面分速度減小伶唯，從而改善離心泵的氣蝕特性，并且對(duì)離心泵的水力效率和容積效率影響較小惧盹。

4)輪轂直徑。減小葉輪的輪轂直徑會(huì)增大葉輪流道的實(shí)際進(jìn)口面積瞪讼，從而使離心泵的氣蝕性能得到改善钧椰。

5)葉輪前蓋板的曲率半徑。流體在流經(jīng)離心泵吸入口至葉輪進(jìn)口處時(shí)殖祈，由于流道收縮刻吵，流體流速增加，從而產(chǎn)生一定的壓力損失粮戈。同時(shí)苦突，由于在此過程中流體流動(dòng)的方向由軸向變?yōu)閺较颍蜣D(zhuǎn)彎處流場(chǎng)不均勻也會(huì)產(chǎn)生一部分壓力損失亭圆〗旨粒可見葉輪前蓋板曲率半徑的大小直接影響著壓力損失的大小，進(jìn)而影響著離心泵的氣蝕特性柏豆。采用較大的曲率半徑可減弱前蓋處液流轉(zhuǎn)彎處流速的變化绎弯，使流速均勻平穩(wěn)，改善離心泵氣蝕性能这毁。