第四章 泵的汽蚀(1)

1、泵与风机主讲人：张春梅第四章第四章 泵的汽蚀泵的汽蚀 2022-7-7第四章第四章 泵的气蚀泵的气蚀第第3 3页页第二节第二节 吸上真空高度吸上真空高度第四章第四章 泵的汽蚀泵的汽蚀 第一节第一节 气蚀现象及其对泵工作的影响气蚀现象及其对泵工作的影响第三节第三节 汽蚀余量汽蚀余量第四节第四节 汽蚀相似定律及汽蚀比转速汽蚀相似定律及汽蚀比转速第五节第五节 提高泵抗汽蚀性能的措施提高泵抗汽蚀性能的措施2022-7-7第四章第四章 泵的气蚀泵的气蚀第第4 4页页第一节第一节 气蚀现象及其对泵工作的影响气蚀现象及其对泵工作的影响汽泡形成汽泡形成发展发展溃灭溃灭过流壁面破坏。过流壁面破坏。机械侵蚀机械侵

2、蚀化学腐蚀化学腐蚀内向爆炸性冷凝冲击，微细射流内向爆炸性冷凝冲击，微细射流疲劳破坏疲劳破坏汽泡溃灭汽泡溃灭活性气体活性气体凝结热凝结热腐蚀性破坏腐蚀性破坏点蚀点蚀蜂窝状汽蚀。蜂窝状汽蚀。2022-7-7第四章第四章 泵的气蚀泵的气蚀第第5 5页页二、对泵运行的危害二、对泵运行的危害 1、缩短泵的使用寿命：粗糙多孔、缩短泵的使用寿命：粗糙多孔显微显微裂纹裂纹蜂窝状或海绵状侵蚀蜂窝状或海绵状侵蚀呈空洞。呈空洞。 3、影响泵的运行性能：断裂工况（汽泡堵塞流道）；潜、影响泵的运行性能：断裂工况（汽泡堵塞流道）；潜伏性汽蚀（易被忽视）。伏性汽蚀（易被忽视）。 2、产生噪声和振、产生噪声和振动：若振动产生

3、汽泡，动：若振动产生汽泡，汽蚀产生振动汽蚀产生振动互相互相激励激励汽蚀共振。汽蚀共振。2022-7-7第四章第四章 泵的气蚀泵的气蚀第第6 6页页泵吸入口真空计或压强计泵吸入口真空计或压强计吸水池液面吸水池液面e-e图图4-3 ns=70的单级离心泵发的单级离心泵发生气蚀的性能曲线生气蚀的性能曲线ns=70的单级离心泵，几何安装高度增加时，断裂工况偏向流量小的方向，的单级离心泵，几何安装高度增加时，断裂工况偏向流量小的方向，泵使用范围变窄。泵使用范围变窄。三、泵性能下降的影响因素三、泵性能下降的影响因素2022-7-7第四章第四章 泵的气蚀泵的气蚀第第7 7页页三、泵性能下降的影响因素三、泵性

4、能下降的影响因素2022-7-7第四章第四章 泵的气蚀泵的气蚀第第8 8页页2022-7-7第四章第四章 泵的气蚀泵的气蚀第第9 9页页原因分析：原因分析：2022-7-7第四章第四章 泵的气蚀泵的气蚀第第1010页页一、几何安装高度第二节第二节 吸上真空高度吸上真空高度 Hs图图4-6 4-6 卧式离心泵的几何安装高度卧式离心泵的几何安装高度图图4-7 4-7 立式离心泵的几何安装高度立式离心泵的几何安装高度1、几何安装高度的定义2022-7-7第四章第四章 泵的气蚀泵的气蚀第第1111页页2 2、几何安装高度的计算、几何安装高度的计算s2ssgeg2g0g0hpHp吸水池液面吸水池液面e-

5、e及泵入口断面及泵入口断面s-s之间的之间的有：有：在介绍汽蚀余量时在介绍汽蚀余量时要用到此关系式要用到此关系式吸水池液面为大气压吸水池液面为大气压pabm 时，令时，令ggsppHabms称为吸上真空称为吸上真空高度，则上式变为：高度，则上式变为：s2ssgg2hHH（4-3b）（4-2）一、几何安装高度2022-7-7第四章第四章 泵的气蚀泵的气蚀第第1212页页 为了保证为了保证泵不发生汽蚀泵不发生汽蚀，把，把Hsmax减去减去一个一个安全量安全量K, 作为作为而载入泵的产品样本中，并用而载入泵的产品样本中，并用Hs表示。表示。二、允许吸上真空高度1、概念、概念Hsmax值由制造厂值由制

6、造厂。2022-7-7第四章第四章 泵的气蚀泵的气蚀第第1313页页2、 Hg与Hs的关系v 用允许吸上真空高度计算允许几何安装高度：用允许吸上真空高度计算允许几何安装高度：s2ssgg2hHH（4-4）（1 1）一般情况下，）一般情况下，HgHg 应应低于低于样本中给出的样本中给出的HsHs；（2 2）为了提高泵允许的几何安装高度，应该尽量）为了提高泵允许的几何安装高度，应该尽量减小速度水减小速度水头头和和吸入管路的流动损失吸入管路的流动损失。 为了减小速度水头，在同一流量下，可以选用直径稍大的为了减小速度水头，在同一流量下，可以选用直径稍大的吸入管路：吸入管段应尽可能的短，并尽量减少入弯头

7、等吸入管路：吸入管段应尽可能的短，并尽量减少入弯头等增加局部损失的管路附件。增加局部损失的管路附件。2022-7-7第四章第四章 泵的气蚀泵的气蚀第第1414页页 （1）Hs (qV)。确定确定Hg 时，必须以泵在时，必须以泵在运行中运行中可能可能出现的出现的最大流量最大流量所所对应对应的的Hs 为准。为准。s2ssgg2hHH （4-4）在计算在计算Hg 中必须注意以下三点：中必须注意以下三点： （2） Hs值是泵制造厂在值是泵制造厂在 pa=10.13104 Pa，t =20 的的清清水水下由试验得出的。当下由试验得出的。当使用条件变化使用条件变化时，时，应对应对样本的样本的Hs 值进值进

8、行修正行修正。（4-5）24.033.10gssVappHH大气压头饱和蒸汽压头标准条件2022-7-7第四章第四章 泵的气蚀泵的气蚀第第1515页页【例例1】 在海拔500m某地安装一台水泵，其输水量qV=135L/s，输送水温 t =30，该泵样本上提供的允许吸上真空高度Hs =5.5m.吸水管内径 d=250mm, 设吸入管路总损失hs=0.878m. 求Hg应为多少？ 【解解】 由表4-1查得海拔500m力时大气压强 pa= 9.51104Pa，由4-2查得水温为 t =30时的饱和蒸汽压强 pV =4246.0Pa。查表得30水的密度 =995.6/m3。由式（4-5）得修正后的吸上

9、真空高度为：24. 033.10gssVappHH)m(67. 424. 033.10806. 96 .9950 .42461051. 95 . 542022-7-7第四章第四章 泵的气蚀泵的气蚀第第1616页页又因为：所以，泵的几何安装高度应为：) s/m(752. 2 . 225. 014. 31013544232sdqAqVV)m(385.0806.92752.2g222s)m(41. 3878. 0385. 067. 4g2s2ssgghHHH2022-7-7第四章第四章 泵的气蚀泵的气蚀第第1717页页 泵的几何安装高度与吸上真空高度的确定问题只是影响泵泵的几何安装高度与吸上真空高度

10、的确定问题只是影响泵工作性能的一个重要因素。那么，工作性能的一个重要因素。那么，第三节 气蚀余量2022-7-7第四章第四章 泵的气蚀泵的气蚀第第1818页页 泵内流体汽蚀现象理论：液体汽化压强泵内流体汽蚀现象理论：液体汽化压强（pV）为初生汽蚀的临界压强。为初生汽蚀的临界压强。当泵内刚发生汽蚀时，必有：当泵内刚发生汽蚀时，必有：即，即，Net Positive Suction Head的缩写，的缩写， 意为：净正吸上能头意为：净正吸上能头汽蚀余量：指汽蚀余量：指泵吸入口液流的总能头高于汽化压强的的富泵吸入口液流的总能头高于汽化压强的的富余能头余能头，以符号，以符号 NPSH 表示。汽蚀余量可

11、分为表示。汽蚀余量可分为和和。ps pK=pV 1、有效气蚀余量定义g2ggg-ENPSH2sssaVVppp位能以中心线为基准，即，位能以中心线为基准，即，z=0（4-6）一、有效汽蚀余量一、有效汽蚀余量 s2022-7-7第四章第四章 泵的气蚀泵的气蚀第第1919页页 NPSHa=f ， ，而与泵的结，而与泵的结构无关，故又称为构无关，故又称为装置汽蚀余量装置汽蚀余量；NPSHa 。一一 、有效汽蚀余量、有效汽蚀余量 定义式：定义式：（4-6）将泵吸入管路能量方程式：将泵吸入管路能量方程式：s2ssgeg2g0g0hpHp代入上式得：代入上式得： g2ggNPSH2ssaVpp0gNPSH

12、sgeahHppV（4-7）2sVqh 故当故当qVNPSHa。而且由于而且由于2022-7-7第四章第四章 泵的气蚀泵的气蚀第第2020页页 应注意的是：应注意的是：Hg 值的正、负值的正、负以吸入池液面为基准，当以吸入池液面为基准，当泵轴高于吸水液面时为正泵轴高于吸水液面时为正。一、有效汽蚀余量一、有效汽蚀余量 0gNPSHsgeahHppV 在火力发电厂中在火力发电厂中, 凝结水泵凝结水泵和给水泵吸入容器液面压强均为和给水泵吸入容器液面压强均为相应温度下的汽化压强，则下式相应温度下的汽化压强，则下式 即，即，。可改写为：可改写为：NPSHa=Hghs0（4-9）只有：只有：Hg =Hd 0，才有可能使才有可能使 N