第五章 水泵的汽蚀与安装高度

第五章水泵的汽蚀与安装高度内容：本节主要介绍了水泵的汽蚀、吸水性能及安装高度。

目的：要求学生熟练掌握水泵最大安装高度的计算，掌握允许吸上真空高度、汽蚀余量的概念，了解汽蚀现象、类型及危害。

第五章水泵的汽蚀与安装高度5.1水泵的汽蚀及其危害5.2吸水管路压力的变化与泵内最低压力值的推算5.3汽蚀余量5.4水泵安装高度第五章水泵的汽蚀与安装高度5.1.1汽蚀现象水泵运行时，由于某些原因而使泵内局部位置的压力降低到水的该温度下的饱和汽化压力时，水产生汽化，并产生大量汽泡。从水中离析出来的大量汽泡随着水流向前运动，达到高压区时受到周围液体的挤压而溃灭，气泡又重新凝结成水，气泡破灭时，水流质点从四周以高速向气泡中心冲击，产生强烈的局部水锤。这种现象就是水泵的汽蚀现象。

5.1水泵汽蚀现象及其危害

5.1.2水泵发生汽蚀时的危害

1）轻微汽蚀时，泵外壳出现振动和噪声，这可注入少量空气，以缓冲噪声，振动；

2）严重汽蚀时，（Q-H)特性曲线下降，汽蚀扩大时，H、Q、N急剧下，最后停止出水；

3）汽蚀长期作用，泵的过流部分会出现蜂窝状缺陷甚至出现裂缝。低比转数的离心泵中、高比转数的离心泵和混流泵高比转数的轴流泵图1离心泵汽蚀产生部位1、5—叶片正面汽蚀；4—前盖板汽蚀；2、3—叶片背面汽蚀。5.1.3汽蚀发生的位置

1）叶面汽蚀

2）间隙汽蚀

3）涡带汽蚀

4）粗糙汽蚀1——叶片正面汽蚀；

2——叶片背面汽蚀；3——间隙汽蚀；

4——轮毂体表面汽蚀；5——导叶表面汽蚀。图2轴流泵汽蚀发生部位5.2吸水管路压力的变化与泵内最低压力值的推算水泵能够正常的工作，是建立在正确选择吸水条件的基础上。所谓正确的吸水条件，是指在抽水过程中，泵内不产生气蚀情况下的最大吸水高度。吸水条件:绘出从水泵吸水管的吸入口至水泵叶轮叶片进口叶片背面K点的吸水管线。以吸水井水面为基准面，当忽略行近流速时。吸水管路压力变化与泵内最低压力计算

吸水井水面与1-1断面（真空表承接处）的能量方程式可写为：吸水井水面与0~0断面（叶片吸入口处）的能量方程式可写为：

（1）（2）吸水管路压力变化与泵内最低压力计算

0~0断面（吸入口处）中心点O与叶片背面靠近吸水口的断面K点相对运动的能量方程可写为：令：，入称气穴系数，则得：将上式代入（2）式可得：（3）（4）吸水管路压力变化与泵内最低压力计算

将（4）式改写为：式中：

----吸水线中压力最低点的压头(m)；

---流速水头差值。(m)

---叶轮进口和进口附近叶片背水面的压力下降值。与水泵的构造与运行工况有关，但通常不小3m。

（5）吸水管路压力变化与泵内最低压力计算

注：（1）最低压力Pk是一个条件值。即该点的压力至少不得低于输送液体该水温下相应的汽化压力Pva

。（2）吸水管线中压力降落为泵外压力降落与泵内压力降落之和。

对运行的水泵装置可由真空表直接读出Hv

，工艺设计中的水泵装置可通过计算后确定。

是很难进行实测和计算的。吸水管路压力变化与泵内最低压力计算

在一定的外界条件下，不会改变，对于一定的泵通过某一流量时，泵内的压力水头降是一定的，要提高值，只有降低水泵安装高度HSS

，或降低吸水管路的水头损失∑hs

，因此，正确确定水泵安装高度，减少吸水管路的水头损失，对改善水泵的吸水条件，减少泵站的投资有很重要的意义。5.3.1装置汽蚀余量(NPSH])a

定义：指水泵吸入口处，单位重量液体必须具有的超过相应温度下的饱和汽化压力的富余能量。其大小用换算到水泵基准面的米水柱高度表示。根据定义如图可知5.3汽蚀余量各水泵基准面5.3.2水泵必需的汽蚀余量（NPSH）r如图列出集水池水面与水泵进水口断面1-1的能量方程将上式代入式得：当pK降至临界压力点pva时上式写成：5.3.2水泵必需的汽蚀余量（NPSH）r

方程式右侧是水泵临界汽蚀余量（NPSH）r，也称必需汽蚀余量，方程表明，装置提供的汽蚀余量等于水泵需要的汽蚀余量，即供给水泵内部产生的压力水头下降值。水泵样本中标明的“汽蚀余量”是水泵必需的汽蚀余量，为了保证水泵正常运行时不发生汽蚀。实际应用中，装置汽蚀余量应大于必需的汽蚀余量水泵厂提供的是额定转速下的值，若水泵的转速变则：汽蚀基本方程式Hs

5.4水泵安装高度

5.4.1、水泵允许吸上真空高度HS

定义:指水泵在标准况下运转时，水泵吸入口处所允许的最大吸上真空值。是表示离心泵和卧室混流泵吸水性能的一种方式。由式则：为了运行安全，水泵厂将上式引入了安全值0.5mH2O,则表示为：5.4水泵安装高度

5.4.1、水泵允许吸上真空高度HS水泵样本中给出的HS是标准状态下确定的值。在一定的外界条件下，Hs值反映了水泵自身的吸水性能，它与允许汽蚀余量的关系为：

5.4水泵安装高度5.4.2计算水泵安装高度HSS

水泵进水口处的真空值如果小于等于水泵的允许吸上真空高度Hs，水泵不会发生汽蚀，因此得到水泵的最大安装高度为：以吸水池水面为基准面,列出0-0与1-1断面的能量方程。水泵厂给出的HS值，是在标准状况下得出的，即大气压力为10.33mH2O、水温为20℃时，以清水在额定转速下通过汽蚀试验得出的。当使用条件改变，对HS应该进行修正。（1）转速改变，HS可按下式进行近似修正

HS‘=10-（10–HS）（）2

（2）大气压和温度改变，HS可按下式进行修正

HS‘=HS+（ha-10.33）-（hv-0.24）5.4.2计算水泵安装高度HSS例题：12Sh-9型水泵的允许吸上真空高度Hs=4.5m，水泵运行时的流量为Q=0.2m3/s，吸水井最低水位为13.85m，