阅读说明：本技术 一种水泵汽蚀现象实验装置 (Water pump cavitation phenomenon experimental device ) 是由 刘坤 李媛媛 马帅 于 2021-06-12 设计创作，主要内容包括：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。(The water pump cavitation phenomenon experimental device is mainly divided into three parts, namely a control part, a water source and circulating pipeline part and an experiment generation part. All parts are concentrated on a rectangular base support parallel to the horizontal plane, and a heater, a condensing device and a temperature sensor are arranged in a water source water tank, so that the influence of cavitation generated by liquid at different temperatures on a water pump can be tested. The control box is positioned behind the whole experimental device, so that the control is convenient, the experiment is not influenced, the control box can control the starting of the water pump and the rotating speed of the water pump, and the rotating speed is displayed on a corresponding display on the control box; the heating temperature of the water source water tank can be changed, and the current water temperature of the water tank can be displayed. The water inlet and the water outlet of the experimental water pump are provided with the pressure gauge and the ball valve, so that the pressure change condition of the water pump in the flow change process can be measured, and the water pump uses the transparent pump head, so that the whole process of cavitation can be observed more visually.)

一种水泵汽蚀现象实验装置

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。

在图1中，附图标记1为控制箱，3为水源水箱，4为实验水泵，在此仅显示出常用的部件形状，显然亦可使用其他适当形状的部件；5为底座支架，所述所有试验部件全部按照合理的方式安装在上面，如附图所示，水源水箱3接到实验水泵4进水口出，中间装有过滤水源中杂质的过滤器9和控制进水流量的球阀14，进水口处还装有压力表10，用来检测实验开始时未发生汽蚀现象的压力；出水口也装有压力表11，水泵4发生汽蚀之后，与压力表10的示数比较，从而计算出发生汽蚀前后压力变化情况；除此之外，出水口处的管路还接有控制出水流量的球阀13，和查看流量变化的流量计2，最后接回水箱，实现循环。

图2所示为控制箱部分，如图所示的控制箱1，控制箱1整体为矩形正方体结构，安装在所有实验装置的后方，方便调节的同时不影响实验的进行；控制箱1不仅起到控制作用，还能显示实验中各个传感器的准确数值和水泵4的具体转速；实验开始时；打开总电源开关26和水泵启动开关28，此时温度控制仪21、流量表22、转速表25显示对应传感器的数值；加热开关23与加热器7连接，用于改变水源水箱3中液体的温度；转速控制器29改变水泵4的转速，以便观察水泵4的转速对汽蚀现象的改变情况。

参考图3、图4，水源水箱3侧面为冷却盘管35的进水口30和出水口31，除此之外，侧面下方还装有排水口32；水箱内部的冷却盘管35安装方式参考图4，冷却盘管35对面为加热器7和温度传感器8。