泵与风机汽蚀

锅炉辅助设备

---泵的汽蚀汽蚀现象及其对泵工作的影响几何安装高度：影响泵入口压力的一个重要参数。吸上真空高度：发生断裂工况时Hsmax，允许吸上真空高度：允许几何安装高度[Hg]:汽蚀现象及其对泵工作的影响关于公式的几点说明：泵的允许几何安装高度应低于泵样本中所给出的允许吸上真空高度，且qV↑→[Hs]↓，为保证泵安全运行，泵允许几何安装高度的确定应按样本中最大流量对应的[Hs]来计算。为提高泵的允许几何安装高度，应尽量减小v2s/2g和hw：为减小v2s/2g，在同一流量下，可以选用直径较大的吸入管路或采用双吸式入口；为减小hw，出选用直径较大的吸入管外，吸入管段应尽可能的短，并计量减少弯头等可能增加局部阻力损失的管路附件。汽蚀现象及其对泵工作的影响实际工作时允许吸上真空高度：泵样本中给出[Hs]为0.1MPa,T=20℃时常态下测得数值,如泵的使用条件与常态不同时,则应把样本上给出的[Hs]值换算为使用条件下的[Hs]'值。Hamb为泵使用地点的大气压所对应的水头高度，m；Hv为泵所输送液体温度下的饱和蒸汽所对应的水头高度，m。汽蚀现象及其对泵工作的影响气蚀余量（NPSH）：按吸入装置条件所确定的气蚀余量称有效气蚀余量（装置气蚀余量）。由泵本身的气蚀性能所确定的气蚀余量成为必需汽蚀余量（泵的汽蚀余量）。NPSHNPSHa有效气蚀余量NPSHr必需气蚀余量汽蚀现象及其对泵工作的影响NPSHa：NPSHa指泵在吸入口处，单位重量液体所具有的超过输送液体的温度所对应饱和蒸汽压力pV的富裕能量水头。汽蚀现象及其对泵工作的影响NPSHa：NPSHa由吸入系统的装置特性确定，与泵本身性能无关。其物理意义是吸入容器中液面上的压力水头pe/g在克服吸水管路装置中的流动损失hw，并把水提高到Hg高度后，所剩余超过汽化压力水头的能量损失。结论：在pe/g、Hg和T不变的情况下，qV↑，hw∝qV2→hw↑↑→HPSHa↓↓

T↑→pV↑→NPSHa↓汽蚀现象及其对泵工作的影响NPSHr：NPSHa指泵在吸入口处单位重量液体的能量水头对压力最低点k处静压能水头的富裕能量水头，其大小与吸入系统装置情况无关，是由泵本身的气蚀性能所确定的。汽蚀现象及其对泵工作的影响汽蚀现象及其对泵工作的影响NPSHr与NPSHa的关系：NPSHa代表吸入系统所提供的在泵吸入口大于饱和蒸汽压力的富裕能量。NPSHa越大，表示泵抗气蚀性能越好。而必需气蚀余量表征液体从泵吸入口至k点的压力降，NPSHr越小，则表示泵抗气蚀性能越好，可以降低对吸入系统提供的有效气蚀余量的要求。当qV＞qVc，NPSHr>NPSHa时，有效气蚀余量所提供的超过汽化压力的富裕能量，不足以克服泵入口部分的压力降，此时，最低压力pk<pV，泵内发生气蚀；当qV<qVc，NPSHr<NPSHa时，有效气蚀余量所提供的能量能够克服泵入口的压力降且尚剩余能量，致使最低点压力pk>pV，泵不发生气蚀。汽蚀现象及其对泵工作的影响允许气蚀余量[NPSH]：[NPSH]=(1.1~1.3)NPSHc或[NPSH]=NPSHc+KK为安全量，一般取K=0.3m汽蚀现象及其对泵工作的影响气蚀余量NPSH与吸上真空高度Hs的关系：NPSH和吸上真空高度Hs这两个表示气蚀性能的参数之间存在一定的关系。发生气蚀时：用允许气蚀余量表示：汽蚀现象及其对泵工作的影响气蚀余量NPSH与吸上真空高度Hs的关系：NPSH和吸上真空高度Hs这两个表示气蚀性能的参数之间存在一定的关系。用允许气蚀余量表示：允许几何安装高度：锅炉辅助设备本讲主要内容：汽蚀现象及其对泵工作的影响吸上真空高度汽蚀余量汽蚀相似定律及汽蚀比转速提高泵抗汽蚀性能的措施汽蚀相似定律及汽蚀比转速

汽蚀余量只能反映泵汽蚀性能的好坏，而不能对不同泵进行汽蚀性能的比较，因此，需要一个包括泵的性能参数及汽蚀性能参数在内的综合相似特征数，这个相似特征数称为汽蚀比转速（C）。汽蚀相似定律及汽蚀比转速一、汽蚀相似定律由汽蚀基本方程：以及相似条件，可以得到汽蚀相似定律：该定律指出：进口几何尺寸相似的泵，在相似工况下运行时，原型和模型泵必需汽蚀余量之比等于叶轮进口几何尺寸和转速乘积的平方。汽蚀相似定律及汽蚀比转速二、汽蚀比转速

由流量相似定律和汽蚀相似定律可得到汽蚀比转速的定义式：我国习惯上采用的汽蚀比转速定义式为：汽蚀比转速c值大，表示泵的汽蚀性能好，故汽蚀比转速的大小可以反映泵抗汽蚀性能的好坏，但为了提高c值往往使泵的效率有所下降。主要考虑效率的泵（c=600-800）；兼顾汽蚀和效率的泵（c=800-1200）；对汽蚀性能有要求的泵（c=1200-1600）；凝结水泵、给水泵（c=1600-3000）.汽蚀相似定律及汽蚀比转速二、汽蚀比转速公式的说明：汽蚀比转速和比转速一样，是用最高效率点的n，qv、NPSHr值计算的，因此，一般都是指最高效率点的汽蚀比转速。只要是入口几何相似的泵，在相似工况下运行时，汽蚀比转速必然相等。这点与比转速略有不同。汽蚀比转速公式中流量是以单吸为标准，对双吸叶轮流量应以qv/2代入。锅炉辅助设备本讲主要内容：汽蚀现象及其对泵工作的影响吸上真空高度汽蚀余量汽蚀相似定律及汽蚀比转速提高泵抗汽蚀性能的措施提高泵抗汽蚀性能的措施泵是否发生汽蚀，是由泵本身的汽蚀性能和吸入系统的装置条件来确定的。提高泵本身的抗汽蚀性能，尽可能减小必需汽蚀余量△hr，以及合理的确定吸入系统装置，以提高有效汽蚀余量△ha。提高泵本身的抗汽蚀性能措施提高吸入系统装置的有效汽蚀余量提高泵本身的抗汽蚀性能（1）降低叶轮入口部分流速，

改进入口几何尺寸，一般采用两种方法：适当增大叶轮入口直径D0；增大叶片入口边宽度b1。（2）采用双吸式叶轮，双吸式叶轮的必需汽蚀余量是单吸式叶轮的63％。（3）增加叶轮前盖板转弯处的曲率半径，

可以减小局部阻力损失。（4）叶片进口边适当加长，

即向吸入方向延伸，并作成扭曲形。（5）首级叶轮采用抗汽蚀性能好的材料，如采用镍铬的不锈钢、铝青铜、磷青铜等。返回提高吸入系统装置的有效汽蚀余量(1)减小吸入管路的流动损失(2)合理确定两个高度几何安装高度及倒灌高度。(3)采用诱导轮(4)采用双重翼叶轮(5)采用超汽蚀泵(6)设置前置泵返回（3）采用诱导轮诱导轮是与主叶轮同轴安装的一个类似轴流式的叶轮，其叶片是螺旋形的，叶片安装角小，一般取10°～12°，叶片数较少，仅2—3片，而且轮毂直径较小，因此流道宽而长。主叶轮前装诱导轮，使液体通过诱导轮升压后流入主叶轮(多级泵为首级叶轮)，因而提高了主叶轮的有效汽蚀余量，改善了泵的汽蚀性能。目前国内的凝结水泵一般都装有诱导轮。返回(4)采用双重翼叶轮双重翼叶轮由前置叶轮和后置离心叶轮组成，如左图所示，前置叶轮有2—3个叶片，呈斜流形。与诱导轮相比，其主要优点是轴向尺寸小，结构简单，且不存在诱导轮与主叶轮配合不好，而导致效率下降的问题。所以，双重翼离心泵不会降低泵的性能，却使泵的抗汽蚀性能大为改善。返回(5)采用超汽蚀泵在主叶轮之前装一个类似轴流式的超汽蚀叶轮。其叶片采用了薄而尖的超汽蚀翼型使其诱发—