導(dǎo)讀:
“汽蝕現(xiàn)象”是制藥行業(yè)經(jīng)常發(fā)生的一個(gè)工程現(xiàn)象,此現(xiàn)象在高溫運(yùn)行的注射用水和濃配輸送系統(tǒng)中尤為突出,如過熱水消毒時(shí),常聽到泵腔內(nèi)葉輪發(fā)生空轉(zhuǎn)并發(fā)出巨大的“嗡嗡”聲。下面就一起跟意凱乳化機(jī)小編來了解一下汽蝕現(xiàn)象的定義、危害、易發(fā)工況及解決辦法。
汽蝕現(xiàn)象的定義
通俗地講,泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中,若其過流部分的局部區(qū)域(通常是葉輪葉片進(jìn)口稍后的某處)因?yàn)槟撤N原因,抽送液體的絕對壓力降低到當(dāng)時(shí)溫度下的液體汽化壓力時(shí),液體便在該處開始汽化,產(chǎn)生大量蒸氣并形成氣泡,當(dāng)含有大量氣泡的液體經(jīng)過葉輪內(nèi)的高壓區(qū)時(shí),氣泡周圍的高壓液體致使氣泡急劇地縮小以至破裂,并形成“汽蝕現(xiàn)象”。
汽蝕現(xiàn)象的危害
“汽蝕現(xiàn)象”的危害非常大,在氣泡凝結(jié)破裂的同時(shí),液體質(zhì)點(diǎn)以很高的速度填充空穴,在此瞬間產(chǎn)生很強(qiáng)烈的水擊作用,并以很高的沖擊頻率打擊金屬表面,沖擊應(yīng)力可達(dá)幾百至幾千個(gè)大氣壓,沖擊頻率可達(dá)每秒幾萬次,經(jīng)過一段時(shí)期之后,金屬就會產(chǎn)生“疲勞”,金屬表面開始呈蜂窩狀,隨之應(yīng)力更加集中,葉片出現(xiàn)裂縫和剝落。在這同時(shí),由于水和蜂窩表面間歇接觸之下,蜂窩的側(cè)壁與底之間產(chǎn)生電位差,引起電化腐蝕,使裂縫加寬,最后,幾條裂縫互相貫穿,達(dá)到完全蝕壞的程度(圖2.44)。
圖2.44汽蝕現(xiàn)象及其危害
汽蝕易發(fā)工況
容易發(fā)生泵體“汽蝕現(xiàn)象”的工況包括:
- 物料溫度過高,如過熱水滅菌的注射用水、高溫CIP液、高溫料液等;
- 系統(tǒng)出現(xiàn)真空狀況,如脫氧水系統(tǒng);
- 隨著制藥用水的不斷消耗,罐內(nèi)液位逐步降低而導(dǎo)致,如注射用水罐補(bǔ)水速度不夠而瞬時(shí)用水量很大導(dǎo)致液位的快速下降。
汽蝕現(xiàn)象公式分析
在工程行業(yè),如下公式有助于分析泵體的“汽蝕現(xiàn)象”。NPSHa為實(shí)際工況值,NPSHa=A值(罐體壓力,一般為大氣壓)+B值(液位到泵進(jìn)口的高度差)-C值(泵入口端管網(wǎng)阻力損失)-D值(一定溫度下水的飽和蒸汽壓);NPSHr為泵體設(shè)計(jì)的氣蝕余量值,為泵體出廠固定值。通常情況下,當(dāng)NPSHa<NPSHr時(shí),系統(tǒng)會發(fā)生“汽蝕現(xiàn)象”;當(dāng)NPSHa較NPSHr高0.6?1.Om時(shí),離心泵不會發(fā)生“汽蝕現(xiàn)象”(圖2.45)。
圖2.45汽蝕現(xiàn)象原理圖
解決辦法
以注射用水過熱水滅菌時(shí)發(fā)生泵體汽蝕現(xiàn)象為例,采用如下方法將有助于合理解決注射用水泵體“汽蝕現(xiàn)象”的發(fā)生。
- ①增加A值。通入潔凈氣體給罐內(nèi)加壓,保證罐體氣相壓力適當(dāng)升高;泵體出口安裝誘導(dǎo)輪;罐底部安裝防璇渦擋板。
- ②增加5值。過熱水滅菌初期,適當(dāng)調(diào)高罐內(nèi)液位;適當(dāng)降低泵體安裝高度;合理設(shè)計(jì)水機(jī)產(chǎn)能和儲罐容積,避免系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)水罐液位快速下降。
- ③減小C值。適當(dāng)增加泵體入口端管徑;減少泵體入口端距離;保證輸送泵進(jìn)口端管路平穩(wěn),減少彎頭數(shù)量;適當(dāng)降低泵體過熱水循環(huán)時(shí)的流速。
- ④減小D值。注射用水正常運(yùn)行時(shí),維持水溫在70~80°C,不要超過85°C為宜。
減小其實(shí)現(xiàn)象的裝置
誘導(dǎo)輪(圖2.46)是在泵軸前端加一個(gè)類似螺旋槳的裝置。誘導(dǎo)輪的主要作用包括增大輸送泵的進(jìn)口端壓力、降低輸送泵的氣蝕余量值、在現(xiàn)有系統(tǒng)中使用誘導(dǎo)輪可以將汽蝕現(xiàn)象減小到最小、在新的系統(tǒng)中使用誘導(dǎo)輪可以最大限度地降低部件的高度并滿足現(xiàn)場安裝空間的局限。
圖2.46誘導(dǎo)輪