离心泵的气蚀

速度三角形、欧拉方程uwccucr什么是离心泵的气蚀？有何危害？什么是泵的有效气蚀余量和泵必需的气蚀余量？如何利用它们判断是否发生气蚀？如何提高离心泵抗气蚀能力？第三节离心泵的汽蚀第三节离心泵的汽蚀

汽蚀也叫空化、汽穴。是水力机械，甚至凡是有液体流动的系统中特有的一种现象，非常有害。

液体气化的临界条件是：液面压力＝该温度下的饱和蒸汽压力。对于水：

1个标准大气压（1.013×105Pa），100℃汽化

0.024工程大气压（2.337×103Pa），20℃汽化

离心泵叶轮入口处液体压力降到汽化压力（饱和蒸汽压）时液体汽化；同时溶解在液体中的气体逸出，形成大量气泡。气泡与液体一起流动，叶轮给液体能量。当压力等于大于时，小气泡在四周压力作用下重新凝聚、溃灭。

汽蚀发生的机理

在叶轮中汽化了的气泡重新凝聚溃灭时，液体中形成空穴，周围液体以极高速度向空化点冲来，形成局部水力冲击，局部压力可达数百大气压。气泡越大，局部水击压强越大。气泡在叶轮金属表面附近溃灭，则液体质点的冲击就连续打在金属表面。

水力冲击速度快、频率高，导致金属表面剥蚀、氧化。这种汽化、溃灭、冲击、氧化、剥蚀等综合作用叫汽蚀或空化。汽蚀发生的机理汽蚀现象—叶片流道中的气泡汽蚀现象—气泡的产生和溃灭汽蚀现象—气泡的溃灭汽蚀对泵工作的影响（1）破坏叶轮材料：剥蚀与电化腐蚀作用，叶轮材料破坏，成海绵状、沟槽、鱼鳞状，甚至穿孔、断裂。（汽油泵、液化汽泵等）（3）噪音和振动：气泡溃灭时产生液体冲击，泵内有“噼噼”“啪啪”的声音，机组振动。（2）使泵性能下降：开始汽蚀时影响较小，发展到一定程度时出现“断裂工况”，大量气泡堵塞流道。使之抽空、断流，无法继续工作。汽蚀对叶轮的损坏（1）汽蚀对叶轮的损坏（2）泵发生汽蚀时性能曲线的变化汽蚀发生的条件

一台泵在运行中发生汽蚀，但在相同条件下，换上另一台泵就不会发生汽蚀；

同一台泵用某一吸入装置会发生汽蚀，但改变吸入装置及位置，则泵不发生汽蚀。

由此可见，泵是否发生汽蚀是由泵本身和吸入装置两方面决定的。研究泵的汽蚀条件，防止泵发生汽蚀，应从这两方面同时考虑。汽蚀发生的条件泵与吸入装置的分界面是吸入法兰S-S截面。泵内压力最低点，通常位于叶轮叶片进口附近的K点，当（为在该温度下液体的饱和蒸汽压），泵发生汽蚀。故是泵发生汽蚀的临界条件有效汽蚀余量

有效汽蚀余量是指：液体自吸入罐经吸入管路到达泵入口(S-S截面)时高出汽化压力pv的能头(或压头)，用NPSHa表示,(NetPositiveSuctionHeadavailable的缩写，“净正吸上头”)有效汽蚀余量由伯努利方程可得：一般，cA0,zS-zA=zg有效汽蚀余量因此，NPSHa又称为“泵吸入装置的有效汽蚀余量”，该值越大，越不易发生汽蚀。泵必需的汽蚀余量泵必需的汽蚀余量NPSHr(NetPositiveSuctionHeadrequired的缩写），表示液流从泵入口(S截面)到泵内压力最低点(K处)的全部能头损失，即S截面处液体的总能头与K处静压能头之差。式中，cO和wO为叶片进口稍前的O截面上的液体的绝对流速和相对流速，1为绝对流动损失引起的压降能头系数，2为液体绕流叶片的压降能头系数NPSHr越小，泵越不易发生汽蚀。汽蚀判别式泵发生汽蚀的条件：汽蚀判别式如下：提高离心泵抗汽蚀的措施提高离心泵抗汽蚀性能有两种措施：一是合理地设计泵的吸入装置及其安装位置，使泵入口处具有足够大的有效汽蚀余量(NPSHa);另一是改进泵本身的结构参数或结构型式，使泵具有尽可能小的必需汽蚀余量(NPSHr)提高吸入装置有效汽蚀余量的措施1、增加吸入罐液面压力pA2、减少泵的吸上真空度Hs3、减小泵的安装高度zg4、减少泵吸入管路阻力损失hA-S5、降低液体饱和蒸汽压pv吸上真空度若吸入罐液面上的压力pA为大气压pa时，令，Hs称为吸上真空度，代表泵入口法兰处的真空表读数（以液柱高度表示）。在泵发生临界汽蚀时(即NPSHa=NPSHr)，可求得最大吸上真空度为：为保证泵不发生汽蚀，一般取“允许吸上真空度［Hs］”作为泵的汽蚀特性参数。吸上真空度通常泵样本上的［Hs］值,是在标准大气压下,抽送20℃

清水时测得的。若泵的运行条件不同，则应换算成现场条件下的［Hs］然后换算其他参数泵的安装高度若吸入罐液面上的压力为大气压，即pA＝pa时，得：将代入或故减小泵的安装高度zg，就是减小泵入口的吸上真空度，是防止汽蚀的重要措施之一泵前装置示意图提高离心泵抗汽蚀性能的措施1、改进泵入口的结构设计，使cO、wO、1、和2尽量小2、采用前置诱导轮3、采用超汽蚀叶形的诱导轮4、采用双吸叶轮5、采用抗汽蚀材料改进的叶轮形状前置诱导轮超汽蚀泵特殊液体气蚀性能参数的计算若若泵抽送碳氢化合物时汽蚀余量的修正值hL例题1-1用一台水泵从湖中将水泵送到水池，流量为0.2m3/s，湖面高程（海拔）500m，水池水面高程530m，吸水管和排水管直径为500mm，长度分别为10m和100m，沿程摩阻系数=0.22

，水泵允许吸上真空度[Hs]＝4.5m，已知底阀的局部阻力系数e=2.5，90°弯头的局部阻力系数

b=0.3，水泵入口前变径的局部阻力系数g=0.1

，设水温为10℃，试确定水泵允许几何安装高度和水泵扬程。

海拔高度（m）0200300500600800900100015002000大气压（mH2O）10.310.110.0