第12章泵与风机1-4节课件

泵与风机2第四章泵与风机的运行一、管路性能曲线第一节管路性能曲线和工作点管路特性方程，它反映在特定的管路中，流体所需压头(H)与流量(qv)的关系。这种关系只与管路的布置条件有关，而与泵的性能无关。流体流动时所需的能量：

H=Hz+(P2-P1)/ρg+Hw位能压力能阻力损失H=H1+SQ2(p=SQ2)前者为静扬程，与流量无关后者为动扬程，与流量有关泵提供的能量：z2-z1hwhw风管水管HQ33二.泵与风机的工作点两条相互独立的性能曲线（泵与风机性能曲线&管路性能曲线）的交点A即为工作点。工作点应该选择在既能满足工程要求，而又处在泵或风机的高效率范围内。交点A左侧泵扬程>管路所需扬程流体能量有富裕流体增速，流量增加交点A右侧泵扬程<管路所需扬程流体能量不足流体减速，流量减小ABqVBqVAqVDH0qVCDEHAHBHCΔHCDΔHBCη44三.泵与风机的稳定工作条件稍有干扰，K点就会向右或向左移动，再也不能回复原来的位置，故为不稳定工作点。只有下降段的交点A才是稳定的。驼峰性能曲线的整个上升段是不稳定的，运行时应避免。在驼峰性能曲线的左侧上升段的交点K为不稳定工作点。稍有干扰（如电路电压波动、频率变化造成转速变化、水位波动、设备振动等）：向右→供给能量>需要能量→继续向右→稳定在A点；向左→供给能量<需要能量→继续向左→流量为零、倒流。AH0qVKMqVM55直至水池液面降低到II曲线以下，如I曲线所示，此时泵所能提供的扬程比管路所需的要大，泵重新开始送水，流量突升为qVB

。当风机向压力容器（或密闭的房间）或容量很大的管道送风时，也可能发生此种不稳定的运行。泵或风机的驼峰形性能曲线是产生不稳定运行的内在因素，但是否发生还要看管路性能曲线的外在影响。当管路性能曲线因水池水面上升等原因从II上升到III时，泵流量为qVM。如qVM仍大于用水量，管路性能曲线继续升高，脱离了泵的性能曲线，此时泵的流量立刻从qVM突变为零。水池水面开始下降，但即使管道性能曲线与泵的性能曲线相交于两点，此时泵的流量仍为零，泵的工况停留在最左端。H0qVKMIIIIIIqVMBA66风机的不稳定工作不仅表现在风机的流量为零，而且可能出现负值（倒流），称为喘振。轴流风机性能曲线的左半部具有一个马鞍形的区域，在此区段运行有时会出现风机的流量、压头、和功率的大幅度脉动等不正常工况，一般称为“喘振”，这一不稳定工况区称为喘振区。77第二节泵与风机的联合运行总流量必低于原单泵流量两倍：Q并<2Q，并联的台数越多，流量增加的比例越少。总扬程比每台泵单独运行时的扬程提高了。因为管路流量增加，阻力增加，所需要的扬程必然增加。单台并联功率比单独运行的时候减小，因为功率随着流量上升而增加。泵（管路）性能曲线越平坦，并联后的总流量增加得越多。一.并联运行：总性能曲线=各自曲线在同一扬程下叠加而成。相同性能泵并联运行，则两泵的流量和压头必各自相同，流量等于单台泵的两倍。Q并=2Q单。ABQ单H0qVCH并HQQ并8不同性能泵并联运行QIH0qVH并HQQ并IIICE’EGAA1A2I+IIη1d1d2D1D2η2并联后合成性能曲线只有在G点右侧才能正常工作，G左侧，只有II工作，流量无法增加，甚至还能通过I倒流，I起并联分流作用。并联运行的经济性，需要根据各机的效率曲线而定，如图CE改成CE’，对机II效率提高有利，而不利于I机。具有驼峰曲线的泵和一台稳定的泵并联后，合成曲线也不稳定.所以，不同性能的泵并联运行，它们的性能曲线差异不要太大，否则并联后泵输送的流量差别太大。QII99二.串联运行

相同型号泵或风机串联，则每台泵的压头和流量各自相同。因此同一流量下，两台串联泵的压头为单台泵的两倍，H串=2H单。

总性能曲线由两台泵的性能曲线在同一流量下叠加而成。流量平衡：总流量和串联后单台泵的流量相同。扬程叠加：总扬程等于串联后单台泵的扬程之和。和串联前比：总流量和扬程都增加，每台泵的扬程比单独运行时低。串联台数越多，扬程下降越多。管路配合：管路性能越陡峭，扬程增加越明显。扬程逐级提高：要求末级泵的强度高，以免受损。10102.不同性能的泵串联运行有效工作范围缩小：在达到一定流量的情况下，低扬程的泵已经不产生扬程，反而成为串联的其它泵的阻力。此时风量也有所减少，而功率消耗却增加。如果布置在前，还会使其它泵产生汽蚀。因此，尽量避免性能差别太大的泵串联运行。Q单=Q串H0qVHB1IIICE’EAA1A2I+IID1D2HB2D华工卢志民博士zhmlu@137104003401111串联并联比较对于低阻输送管路a，并联组合泵流量的增大幅度大于串联组合泵；对于高阻输送管路b，串联组合泵的流量增大幅度大于并联组合泵。低阻输送管路（平坦）----并联优于串联；高阻输送管路（陡峭）----串联优于并联。应用：两台50％给水泵、送、引风机并联使用前置泵、给水泵串联；长距离渣浆管线冲水泵串联12串联运行时应注意的问题

2

安全性：经常串联运行的泵,应由qVmaxHg(或Hd)防止汽蚀；应按Pshmax

Pgr驱动电机不致过载。

1

宜适场合：管路性能曲线较陡，泵性能曲线较平坦。

4

启动程序（离心泵）：启动时，首先必须把两台泵的出口阀门都关闭，启动第一台，然后开启第一台泵的出口阀门；在第二台泵出口阀门关闭的情况下再启动第二台。由于后一台泵需要承受前一台泵的升压,故选择泵时，应考虑到两台泵结构强度的不同。

3

经济性：对经常串联运行的泵，应使各泵最佳工况点的流量相等或接近。

5

串联台数：串联运行要比单机运行的效果差，由于运行调节复杂,一般泵限两台串联运行；由于风机串联运行的操作可靠性差，故一般不采用串联运行方式。13并联运行时应注意的问题

1

宜适场合：管路性能曲线较平坦，泵性能曲线较陡。

2

安全性：并联运行的泵,流量比单独运行的时候要小，汽蚀情况变好；要注意从Pshmax

Pgr驱动电机不致过载。

3

经济性：对经常并联运行的泵，为保证并联泵运行时都在高效区工作，应使各泵最佳工况点的流量相等或接近。

4并联台数：从并联数量来看，台数愈多并联后所能增加的流量越少，即每台泵输送的流量减少，故并联台数过多并不经济。

1414第三节泵与风机的工况调节一.改变管路性能曲线1.节流调节出口端节流调节增加管路阻力，管路曲线变陡，工作点流量减小。泵与风机的输送功率不变，多余的损失发生在调节阀的节流损失上。--损失大，简单，轴流式不用该方式Q1h0qVHQCE’Eη1E’’Q2入口端节流调节减少了进入风机的流量，改变风机的性能曲线，能减少节流损失。但是入口端节流使得当地压强降低，水泵容易产生气蚀，因此，水泵不能使用入口节流调节。华工卢志民博士zhmlu@13710400340152.旁通调节将泵或风机出口的部分流量旁通回泵或风机的入口。容积式泵与风机所提供的压头完全取决于管路情况（正位移特性），在泵出口安装调节阀不能调节流量，压头且随阀门开启度减小而增大。若出口阀完全关闭则会使泵的压头剧增，一旦超过泵的机械强度或发动机的功率限制，设备将受到损坏。必须采用旁通调节。经济性比节流调节还差，而且会干扰泵与风机入口的流体流动，影响效率。但锅炉给水泵为了防止在小流量区可能发生汽蚀而设置再循环管，进行旁通调节。16打开旁通阀并调节其开度，实际改变了管路特性曲线。打开旁通阀，管路阻力减小，管路特性曲线变平，工作点由M→M’点，泵流量增大，主管流量变小，旁通管有液流。特点：操作简便、经济性很差，减小主管的流量反而使泵的流量和轴功率增加。HQR1旁通阀全关时管路特性R旁通阀全开时管路特性Q1Q’Q2Q’Q1Q2MM’旁通管流量0～Q2主管流量Q～Q1QQ～Q’泵出口流量｝R’2新增旁通管路的特性（全开）17171.变速调节二.改变泵和风机的性能曲线水泵节能（有一定初始阻力）：风机节能：流量、全压、功率分别与转速的一、二、三次方成正比。Q2/Q1＝n2/n1

H2/H1＝(n2/n1)2

N2/N1＝(n2/n1)3

流量减少一半，轴功率可以减少87.5％！而采用节流调节，即使阀门全关，轴功率也大约只能减少到全开时的45％～65％。18M-qVHc-qVH-qVHBHAHqVO【例】试定性比较泵出口节流调节与变速调节的经济性。【解】变速后的运行工况点为A；节流后的运行工况点为B点；

变速调节时的轴功率为则节能效果为BACqVMC则，节流调节时的轴功率为

过A点的相似抛物线OAC交泵的性能曲线于C(A∽C)。BqVA19192.入口导流器调节前导叶调节离心式：入口导流器调节轴（混）流式：入口静叶调节常用导流器结构：（a）轴向导流器（b）简易导流器（c）斜叶式导流器1）离心式风机的入口导叶调节

2020导流器的作用：正预旋→1u和2u→pT

节流→风机内部局部阻力损失和冲击损失工作原理：pT=（u22u-u11u）

经济性：和出口节流相比，分析计算表明：4-73型锅炉送、引风机,当调节流量在60%~90%qVmax时,功率节约：轴向导流器约15%~24%；简易导流器约8%~13%。优点：构造简单、装置尺寸小、运行可靠和维护管理简便、初投资低。21

目前，离心式风机普遍采用这种调节方式。对于大型机组离心式送、引风机，由于调节范围大，可采用入口导叶和双速电机的联合调节方式，以使得在整个调节范围内都具有较高的调节经济性。适用场合：2、轴流式和混流式风机的入口静叶调节入口静叶结构：入口静叶动叶出口静叶入口静叶调节机构222）轴流式和混流式风机的入口静叶调节工作原理：与离心式风机轴向导流器相似。调节特性：

2

MCR点选在max点，TB点选择在max点的大流量侧。

正预旋→减小流量。

1双向：100%机组额定负荷流量工况点安全流量的最大流量点负预旋调节232）轴流式和混流式风机的入口静叶调节比只能作正预旋调节的离心风机入口导流器调节具有更高的运行经济性。故国内火力发电厂的锅炉引风机有不少均采用了入口静叶调节的子午加速轴流式风机。

经济性及其适用场合：243、离心泵的叶轮切割切割定律：根据比转速的不同，分成高、低比转速的切割定律QHPηΔhrRD2D’2PBPAP’H’Q’D2b2=D’2b’2b2=b’225切割定律的应用

【例】某输送常温水的单级单吸离心泵在转速n=2900r/min时的性能参数如下表。管路性能曲线方程为：Hc=20+78000qV2，m；式中qV的单位为m3/s。泵的叶轮外径D2=162mm，水的密度=1000㎏/m3。求：（1）此泵系统的最大流量及相应的轴功率；（2）当若拟通过切割叶轮方式达到实际所需的最大流量qV=6×10-3m3/s，问切割后叶轮直径D2为多少？（3）设切割后对应工况泵效率不变，采用切割叶轮方式比采用出口节流调节能节约多少轴功率？【解】在坐标图上，作出泵性能曲线H-qV和管路性能曲线Hc-qV，其交点M即为运行工况点（如图所示），其流量即为泵系统最大流量qVmax，即qV×103（m3/s）01234567891011H（m）33.834.73534.633.431.729.827.424.821.818.515（%）027.54352.558.562.564.56564.563595326M(qV,H,)

=(7.910-3m3/s,24.8m,64.5%)则相应的轴功率为

求泵系统最大流量为610-3m3/s时的叶轮直径D2。切割叶轮后管路性能曲线不变,故其运行工况点必在管路性能曲线上，即在流量为qV=610-3m3/s这一点M

上。从图中可以读出：M

(qV,H)=(610-3m3/s，22.8m),

但点M与M点不是切割前、后的对应点，故需求出在H-

qV上（即D2=162mm

时的性能曲线上）与M点的对应工况点。该离心泵的比转速ns为27属于中、高比转速离心泵，对应工况点均在切割抛物线上，过M点的切割抛物线为

在图上作切割抛物线与泵性能曲线交于A点，则M点与A点为切割前、后的对应点。从图可读出：A（qV,H,）=（6.710-3m3/s，28m，65%），由切割定律可得（mm）或（mm）其误差由图解法作图和读数误差产生，现取D2=146mm。

现比较切割叶轮法和出口节流调节法使qV=610-3m3/s时各自的轴功率。28

M的效率应与对应点A相同（假设切割后效率不变），故

=A=65%，则

节流调节时泵的性能曲线不变，故运行工况点为M点，可读得M（qV,H,）=（610-3m3/s，29.8m，64.5%），则节流调节时的轴功率为：

故得切割叶轮法比出口节流调节法节约轴功率为：若考虑到D/D2=

(

162-146

)

/162=9.8%时效率下降1%，即

=64%，则

29294.动叶调节（轴流式和混流式泵与风机）工作原理：pT=

uuy=+

y、速度三角形

u、2HT、pT、qV轴流式泵与风机的性能曲线叶片安装角冲角几何平均相对速度角30

初投资较高，维护量大。宜适用于容量大、调节范围宽的场合。目前火力发电厂越来越多的大型机组的送、引风机和循环水泵均采用了该调节方式。调节特性：

1双向。

2MCR点选在max点，TB点选择在max点的大流量侧。

4

H-qV陡，管路阻力变化时，流量变化很小。

5有利于大型泵与风机的启停。3等效线∥管路性能曲线，调节时高效范围相当宽。在相当大的范围内经济性及其适用场合：31改变泵进口的液柱高度，使泵在稳定气蚀状况下工作（A点）。汽轮机负荷减小→凝结水量小于泵排量→凝水水位降低，即泵的吸水水位减小，有效气蚀余量减小，断裂工况线向小流量方向移动，工况点变化方向为A1→A2→A3。HQ特点：很方便的实现自动调节，经济性好（降低水泵耗电约30％～40％）。工况变化会短时间通过不稳定气蚀区，需采用抗蚀性好的材料制作叶轮。实践证明，采用汽蚀调节对泵的通流部件损坏并不严重，故在中小型发电厂的凝结水泵上已被广泛采用。RA1A2Z液位高度减小冷凝器凝结水泵要求两条性能曲线都比较平坦长期低负荷运行，为减小汽蚀的影响，需要结合旁通调节。三、液位调节（汽蚀调节）A332第四节运行中的主要问题第一节轴向力及其平衡

由于叶轮两侧压力不等，高压水泵会产生很大的压差作用力F1

，加上反冲力F2和立式泵重力F3，总轴向力为F=F1-F2+F3将使叶轮和转轴一起向叶轮进口方向串动，造成动静部件的碰撞和磨损F2与F1相比数值很小，可以忽略不计，但是在启动初期，泵的正常压力还没有建立，所以反冲力的作用很明显，造成启动时卧式泵转子后窜或立式泵转子上窜。大型高压水泵轴向力非常巨大，例如DG500240型给水泵，有七级叶轮，其轴向力达2×105N。3333

平衡轴向力装置平衡孔双吸式叶轮对称排列的叶轮背叶片平衡轴向力原理用平衡盘平衡轴向力平衡鼓、平衡盘和弹簧双向止推轴承的平衡装置34第二节振动问题泵与风机的振动现象是运行中常见的故障，严重时将危及其安全运行，甚至会影响到整个机组的正常运行。随着机组容量的日趋大型化，其振动问题亦变得尤为突出。鉴于引起泵与风机振动原因的复杂性及易于察觉的特点，通常将泵与风机的振动分为流体流动引起的振动、机械原因引起的振动以及由原动机引起的振动三类。其中，流体流动引起的振动包括：水力振动、旋转脱流引起的振动和喘振，是泵与风机中比较有特点的一类振动，以下加以分析：35一.水力振动水力振动主要是由于泵内或管路系统中流体流动不正常而引起的，它即与泵及管路系统的设计、制造优劣有关，也与运行工况有关，且主要因水力冲击和泵内汽蚀引起。水力冲击（以给水泵为例）

产生机理：由于给水泵叶片的涡流脱离的尾迹要持续一段很长的距离，在动静部分产生干涉现象，当给水由叶轮叶片外端经过导叶和蜗舌时，就要产生水力冲击，形成有一定频率的周期性压强脉动，它传给泵体、管路和基础，引起振动和噪音。

后果影响：若各级动叶和导叶组装位置均在同一方向，则各级叶轮叶片通过导叶头部时的水力冲击将叠加起来，引起振动。如果这个频率与泵本身或管路的固有频率相重合，将产生共振。

36二.旋转脱流引起振动轴流风机叶片前后的压差，在其它都不变的情况下，其压差的大小决定于动叶冲角的大小，在临界冲角值以内，上下叶面压差大致与叶片的冲角成比例，不同的叶片叶型有不同的临界冲角值。翼型的冲角超过临界值，气流会离开叶片凸面发生边界层分离现象，产生大面积的涡流，此时风机的全压下降，这种情况称为“失速现象”

正常工况脱流工况37旋转脱流（旋转失速）假设叶道2首先脱流而出现气流阻塞现象，流量减少，在该叶道前形成低速停滞区，于是原来进入叶道2的气流分流进入叶道1和3。分流气流又与原来进入叶道1和3的气流汇合，从而改变了原来的气流方向，使流入叶道1的气流冲角减小，而流入叶道3的冲角增大。由此可知，分流的结果将使叶道1内的绕流情况有所改善，脱流的可能性减小，甚至消失。而叶道3内部却因冲角增大而促使发生脱流，叶道3内发生脱流后又形成堵塞，使叶道3前的气流发生分流，其结果又促使叶道4内发生脱流和堵塞，这种现象继续下去，使脱流现象所造成的堵塞区沿着与叶轮旋转相反的方向移动。华工卢志民博士zhmlu@137104003403838轴流风机Q－p性能曲线中，全压的峰值点左侧为不稳定区，是旋转脱流区。从峰值点开始向小流量方向移动，旋转脱流从此开始，到流量等于零的整个区间，始终存在着脱流。旋转脱流对风机性能的影响不一定很显著，虽然脱流区的气流是不稳定的，但风机中流过的流量基本稳定，压力和功率亦基本稳定，风机在发生旋转脱流的情况下尚可维持运行，因此，风机的工作点如落在脱流区内，运行人员较难进行判断。动叶角度增大理论失速线禁止运行区3939因为旋转脱流不易被操作人员觉察，同时风机进入脱流区工作对风机的安全终究是个威胁，所以一般大容量轴流风机都装有失速探头。如图所示：失速探头由两根相隔约3mm的测压管所组成，将它置于叶轮叶片的进口前。测压管中间用厚3mm高（突出机壳的距离）3mm镉片分开，4040风机在正常工作区域内运行时，叶轮进口的气流较均匀地从进气室沿轴向流入，那么失速探头之间的压力差几乎等于零或略大于零，如图示中的AB曲线。图中△P为两测压管的压力差。

失速探头压差轴流风机性能曲线当风机的工作点落在旋转脱流区，叶轮前的气流除了轴向流动之外，还有脱流区流道阻塞成气流所形成的圆周方向分量。于是，叶轮旋转时先遇到的测压孔，即镉片前的测压孔压力高，而镉片后的测压孔的气流压力低，产生了压力差，一般失速探头产生的压力差达245～392Pa，即报警，风机的流量越小，失速探头的压差越大，如图中的BCD。失速探头装好以后，应予以标定，调整探头中心线的角度，使测压管在风机正常运转的差压为最小。

41三.喘振

喘振现象：若具有驼峰形性能曲线的泵与风机在不稳定区域内运行，而管路系统中的容量又很大时，则泵与风机的流量、能头和轴功率会在瞬间内发生很大的周期性的波动，引起剧烈的振动和噪声。这种现象称为“喘振”或“飞动”现象。

当用户所需要的流量小于qVK时,风机的运行工况点将由E点滑向K点,并将周而复始地按EKCDE各点重复循环，形成运行工况的周期性波动。F压缩效应流体惯性膨胀效应流体惯性p逆向压差

原因分析（以风机为例）：4242旋转脱流与喘振的发生都是在Q－H性能曲线左侧的不稳定区域，所以它们是密切相关的，但是旋转脱流与喘振有着本质的区别。旋转脱流发生在Q－H性能曲线峰值以左的整个不稳定区域；而喘振只发生在向右上方倾斜部分。旋转脱流的发生只决定叶轮本身叶片结构性能、气流情况等因素，与风道系统的容量、形状等无关。旋转对风机的正常运转影响不如喘振这样严重。喘振是轴流风机运行中的特殊现象。风机喘振的原因是出口压力与风机风量失去对应。出口压力很高而风量很小使得风机叶片部分或全部进入失速区。造成风机喘振最常见的因素是挡板误动、控制系统故障、运行人员误操作。风机喘振主要表现为：风量、出口风压、电机电流出现大幅度波动，剧裂振动和异常噪音。喘振会造成风机叶片断裂或机械部件损坏，严禁风机在喘振工况下运行。4343喘振报警装置轴流风机在叶轮进口处装置喘振报警装置，如图所示的90°皮托管，开口迎着气流方向，从U形管（压力表）可以读出气流的动能（动压）与静压之和（全压）。在正常情况下，皮托管所测到的气流压力为负值，因为它测到的是叶轮前的压力。但是当风机进入喘振区工作时，由于气流压力产生大幅度波动，所以皮托管测到的压力亦是一个波动的值。为了使皮托管发送的脉冲压力能通过压力开关，利用电接触器发出报警信号，所以皮托管的报警值是这样规定的：当动叶片处于最小角度位置（－30°）用一U形管测得风机叶轮前的压力再加上2000Pa压力，作为喘振报警装置的报警整定值。当运行工况超过喘振极限时，通过皮托管与差压开关，发出报警信号，要求运行人员及时处理，使风机返回正常工况运行。4444防止和消除喘振的措施使泵或风机的流量恒大于QK：设计运行时避开不稳定区or设置再循环或放气阀，加大风机流量，避免不稳定区运行。设计管路时避免容积过大的管段，减小弹性。动叶可调的轴流风机，能扩大稳定区：叶安装角减小时，风机不稳定区越来越小，这对风机的稳定运行是非常有利的。风机前的节流阀要少。分流器(KSE)装置，通过环形导流叶轮和环槽形旁路通道，疏导旋转脱流。

4545四.并联工作的“抢风”现象措施：风机参数选择适当，使并联运行时风道性能曲线与风机并联性能曲线交于∞字形区域外，低负荷时单台运行；动叶调节；开旁路门制止抢风现象发展。根据并联工况的特点，在同一全压下流量相加的原则，马鞍形性能曲线的风机叠加成为曲线∞字形区域。风机如果在∞字形区域内运行，便会出现一台轴流风机的流量很大，而另一台轴流风机的流量很小的情况。此时，若开大输送流量小的轴流风机的调节装置或关小输送大流量轴流风机的调节装置，则原来输送大流量的轴流风机会突然跳到小流量工作点运行，而原来输送小流量的轴流风机又突然跳到大流量工作点运行。这样两台轴流风机不能稳定地并联运行，出现了所谓的“抢风”现象。46第三节泵的汽蚀（一）汽蚀现象及其对泵工作的影响汽化发生后，大量的蒸汽及溶解在水中的气体逸出，形成大量蒸汽、气体混合物的小汽泡。气泡随同液体从低压区流向高压区，在高压作用下迅速凝结或破裂，瞬间产生局部空穴，周围的液体以极高的速度冲向原气泡所占据的空间，形成冲击。来不及瞬间全部溶解和凝结的气体和蒸汽在冲击力的作用下又分成更小的汽泡，反复被高压水压缩、凝结。4747（一）汽蚀现象及其对泵工作的影响如果汽泡破裂发生在流道附近，就会在流道表面形成某种强度的高频冲蚀，水击压力可高达几百甚至上千MPa，冲击频率可高达每秒几万次之多。由于冲击作用使泵体震动并产生噪音，且叶轮局部处在巨大冲击力的反复作用下，使材料表面疲劳，从开始点蚀到严重的蜂窝状空洞，最后甚至把材料壁面蚀穿。通常把这种现象称为“剥蚀”。另外，由液体中逸出的氧气等活性气体，借助汽泡凝结时放出的热量，也会对金属起化学腐蚀作用。这种汽泡的形成发展和破裂以致材料受到破坏的全部过程，称为汽蚀现象。48481、形成：机械侵蚀化学腐蚀内向爆炸性冷凝冲击，微细射流→疲劳破坏汽泡溃灭→活性气体→凝结热→腐蚀性破坏电厂循环水泵叶轮汽蚀，工人正使用高分子钛合金涂料做叶轮涂层机械侵蚀化学腐蚀→点蚀蜂窝状汽蚀。49492.泵内汽蚀的发生和发展1、初生：水在低压区刚开始汽化，只有少量汽泡，叶轮流道堵塞不严重，对泵的正常工作没有明显影响，泵的外部性能也没有明显变化。这种尚未影响到泵外部性能时的汽蚀称为潜伏汽蚀。2、发展：当汽化发展到一定程度时，汽泡大量聚集，叶轮流道被汽泡严重堵塞，致使汽蚀进一步发展，影响到泵的外部特性，导致泵难以维持正常运行。3、断裂：扬程急剧下降，泵的工作曲线发生断裂，不能工作。随着泵内压力（NPSH）的下降，A点开始汽蚀，然后泵扬程略有下降。B点为断裂工况的开始点，C点是完全断裂工况，扬程直线下降。断裂工况临界点由无汽蚀扬程下降(2+K/2)H%来确定。50503.汽蚀的危害(3种)1、材料破坏，缩短泵的使用寿命。粗糙多孔→显微裂纹→蜂窝状或海绵状侵蚀→呈空洞。

3、影响泵的运行性能。液体流量明显下降，同时压头、效率也大幅度降低，严重时会输不出液体（断裂工况，汽泡堵塞流道）；潜伏性汽蚀（易被忽视）。2、产生噪声和振动。若振动→汽蚀→振动→互相激励→汽蚀共振。51514.汽蚀性能曲线低比转数泵，流道较窄而长，一旦发生汽蚀，气泡易于充满整个流道，使性能曲线突然下降。ns=70的离心式泵汽蚀性能曲线中有明显的断裂点。同一转速，泵几何安装高度提高，断裂工况往小流量方向移动，即容易发生汽蚀。比转数增加，流道宽而短，气泡发展至充满整个流道需要一定过程，泵性能曲线其断裂工况比较缓和，没有明显的断裂点。高比转数的轴流泵，由于叶片数少且基本上相互不重叠，具有相当宽的流道，汽泡发生后，不可能布满流道，从而不会造成断流，所以在性能曲线上，当流量增加时，就不会出现断裂工况点。尽管如此，但仍有潜伏汽蚀的存在，仍需防止。ns=70ns=150轴流泵5252*（二）吸上真空高度由伯努利方程,得令Hs=(P0-Ps)/g：称为离心泵的吸上真空度即吸上高度Hg为：标准大气压5353*允许几何安装高度

泵的允许几何安装高度[Hg]应低于泵样本中所给出的允许吸上真空高度[Hs]。一般情况下[Hs]随流量qV的增加而降低，[Hg]的确定应该按样本中最大流量所对应的[Hs]来计算。——允许几何安装高度当qV=C时，Hg(

Hs)

存在

HsmaxpsminpkpV时，泵内开始发生汽蚀。Hsmax值由制造厂用试验方法确定。为保证泵不发生汽蚀，把Hsmax减去一个安全量K，作为允许吸上真空高度而载入泵的产品样本中，并用[Hs]表示。5454（三）汽蚀余量△h一、有效汽蚀余量△ha或[NPSH]a

泵在运行中是否发生汽蚀和泵的吸入装置条件有关。按照吸入装置条件所确定的汽蚀余量称为有效汽蚀余量或称装置汽蚀余量，用△ha表示。由上式可知，有效汽蚀余量△ha就是吸入液面上的压力水头在克服吸水管路装置中的流动损失并把水提高到Hg的高度后，所剩余的超过汽化压头的能量。（倒灌时Hg为“+”）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。当泵内刚发生汽蚀时，必有：ps>pV。5555△ha

=f（吸水管路系统结构参数，流量），而与泵的结构无关，故又称为装置汽蚀余量；△ha越大，表明该泵防汽蚀的性能越好。（1）在p0/ρg、Hg和液体温度（pv）保持不变的情况下，当流量增加时，由于吸入管路中的流动损失hw与流量的平方成正比增加，使△ha随流量增加而减小。当流量增加时，发生汽蚀的可能性增加。（2）在非饱和容器中，泵所输送的液体温度越高，对应的汽化压力越大，△ha越小，发生汽蚀的可能性就越大。当吸入容器中液面压力为汽化压力时（如凝结水泵和给水泵），pe＝pv，则必须倒灌5656二、必需汽蚀余量△hr

必需汽蚀余量△hr,是液体从泵吸入口流至叶轮叶片进口压力最低处K点的压力降.必需汽蚀余量△hr越大,则表示压力降越大,泵抗汽蚀性能就越差,反之亦然。

△hr=f(泵吸入室和叶轮进口结构参数,流速),即△hr只与泵的结构有关，而与吸入管路无关，故又称之为泵的汽蚀余量。△hr越小，表明该泵防汽蚀的性能越好，由泵制造厂通过试验测出。

5757有效汽蚀余量△ha随流量增加而下降，流量增加会导致叶片进口前的流速v0、w0增大，从而致使必需汽蚀余量△hr将随流量增加。如图，两曲线交于一点，交点c为临界汽蚀状态点，此时的汽蚀余量为临界汽蚀余量△hc。当qV

≥qVC时，即△hr≥