项目5 任务一 水泵的汽蚀与防治

同学们大家好，欢迎大家走进水泵与水泵站的课堂。在前绪项目中我们学习了水泵机组选型、水泵管路及辅助设备的种类和作用、水泵工作点的意义和确定方法，具备了能够正确选择水泵及动力机的型号，完成水泵管路及附件的选配,掌握水泵并联和串联工作点的确定方法，具备工作点的计算和调节能力。从这节课开始，我们开始新的项目学习。项目五泵房设计泵房是水泵站的主要组成部分，是安装水泵动力机与附属设备的建筑物。通过内部设备的合理布置，为机电设备的安装、检修创造有利条件，也为泵站管理人员提供一个较好的工作环境。正确合理地设计泵房，对降低泵房的造价，充分发挥机电设备的作用，保证机电设备安全、高效运行，延长设备使用寿命都有很大影响。项目五

泵房设计泵房的设计内容主要是:泵房结构形式的选择,泵房的内部布置与尺寸确定,泵房结构设计与稳定分析等。学习目标：在本项目中通过学习泵房结构形式及平立面布置要求、泵房稳定校核与结构计算方法，能够正确选择泵房结构形式，计算水泵安装高程，设计泵房平、立面尺寸，确定泵房的稳定计算工况，完成泵房稳定计算。学习任务：掌握水泵安装高程的计算方法，能正确运用必需汽蚀余量和允许吸上真空高度计算水泵安装高程。掌握不同泵站结构形式的结构特点和适用条件，能根据不同的建站条件确定合理、合适的泵房形式。掌握泵房内部布置的影响因素和注意事项，能周全考虑满足各方面的要求，确定符合实际施工、运行需要的尺寸。掌握泵房稳定校核项目和结构计算的简化方法，能根据泵房形式进行泵房稳定分析。下面进行任务一水泵安装高程的确定部分学习任务一

水泵安装高程的确定水泵安装高程是确定泵房各部位高程的基准高程。水泵安装过低，泵房的土建投资增加,施工困难；过高则水泵发生汽蚀,水泵工作时流量、扬程、效率大幅度下降,甚至不能工作。有关水泵性能的阐述，都是以水泵的吸水条件满足要求为前提的。任务一

水泵安装高程的确定吸水性能是确定水泵安装高程和进水池设计的依据。水泵在设计规定的工作条件下不发生汽蚀，是确定安装高程必须满足的必要条件。所以，水泵安装高程的确定,是泵站设计中的重要课题。在泵站运行中,水泵装置的故障也有很多是由于水泵的吸水不能满足要求。因此,对水泵的吸水性能，必须予以高度重视。任务一

水泵安装高程的确定一、水泵的汽蚀及防治措施汽蚀：又叫空化。是水泵在运行过程中，由于某些原因使泵内局部位置的压力低于水汽化压力，水汽化生成大量的汽泡，汽泡随水流运动到高压部位时，迅速凝结、受挤压溃灭，泵内水流中汽泡的生成，溃灭过程涉及物理、化学现象，并产生噪声、振动和对过流部件的侵蚀这种现象称为水泵汽蚀现象。（一）水泵的汽蚀任务一

水泵安装高程的确定1.性能下降在产生汽蚀的过程中,由于水流中含有汽泡改变了流道内的过流面积和流动方向，因而叶轮与水流之间能量交换的稳定性遭到破坏，能量损失增加，从而引起水泵的流量扬程和效率的迅速下降，其至达到断流状态。这种工作性能的变化，对于不同比转速的水泵是不同的。低比转速的离心泵叶槽狭长，宽度较小，很容易被气泡阻塞，在出现汽蚀后，Q一H、Q-η曲线迅速降落。汽蚀现象及危害：对中、高比转速的离心泵和混流泵，由于叶轮槽道较宽，不易被气泡阻塞所以Q-H、Q-η曲线先是逐渐下降，汽蚀严重时才开始锐落。对高比转速的轴流泵,由于叶片之间流道相当宽阔,故汽蚀区不易扩展到整个叶槽，因此Q~H、Q一η曲线下降缓慢。2.过流部件受损汽泡溃灭时，产生高频高压作用于过流部件上,引起金属表面局部塑性变形与硬化变脆，产生疲劳现象,金属表面开始呈蜂窝状，随之应力更加集中,叶片出现裂缝和剥落。这就是汽蚀的机械剥蚀作用。2.过流部件受损在低压区生成汽泡的过程中,溶解于水中的气体也从水中析出，活泼气体(如氧气)借助气泡凝结时所产生的高温，对金属表面产生化学腐蚀作用。在高温高压下,水流会产生带电现象。导致金属表面的电解作用(即电化学腐蚀)。3.产生噪声和振动空泡振动和破灭产生噪声，当水中泥沙含量较高时,由于泥沙的磨蚀，破坏了水泵过流部件的表层，发生汽蚀时，加快了过流部件的破坏程度。在汽泡凝结溃灭时,产生压力瞬时升高和水流质点间的撞击以及对过流部件的打击，使水泵产生噪声和振动现象，危害泵站管理人员的身心健康。（二）汽蚀类型水泵常见汽蚀有三种类型。1．叶面汽蚀

2．间隙汽蚀3．涡带汽蚀

（三）减轻汽蚀的措施

水泵的汽蚀主要由水泵本身的汽蚀性能和装置的使用条件决定。但减轻汽蚀的根本措施是在提高水泵本身的抗汽蚀性能，所以在水泵的设计和制造方面应尽可能提高水泵的吸水性能。对水泵使用者而言，则应在水泵装置和运行方面多加以考虑。1．合理确定水泵安装高程确定水泵安装高程时，应按安装高程的计算公式正确计算安装高程。

2．设计良好的进水池进水池内的水流要平稳均匀,不产生漩涡和偏流，否则水泵的汽蚀性能变坏。此外，要及时清除进水池的污物和淤泥，使水流畅通，流态均匀，还要保证进水喇叭口有足够的淹没深度。3．选配合理的进水管路进水管路应尽可能短,减少不必要的管路附件，适当加大管径，以减少进水管路的水头损失。为使水泵进口的水流速度和压力分布均匀,对于卧式离心泵,水泵进口前进水管路水平直段长度不能过短，通常不小于4-5倍进水管路直径。大中型泵站的进水流道的形式结构和尺寸要设计合理，保证有良好的水力条件，防止有害的偏流和旋涡发生。4．尽量使水泵在设计工况附近运行在水泵运行中，可根据泵站的具体情况，采用适宜的调节措施调节水泵的运行工况，防止水泵运行工况偏离设计工况校远。对于离心泵可适当减少流量使工作点向左移动；对于轴流泵使工作点移到(NPSH)值较小的区城。5．提高水泵进口的压力给水泵进水管路增压，例如把离心泵出水管的水引入进水管，并用喷嘴增压，减轻汽蚀危害。6．控制水源的含沙量从多沙河流取水的泵站，由于水中含沙量较大，会加剧过流部件的磨损并使水泵汽蚀性能恶化。因此，对多含沙的水流必须采取一定的防沙措施来净化水源。7．提高叶轮和过流部件表面的光洁度水泵叶轮表面和其他过流部件光洁度越高，抗汽蚀性能越好，产生汽蚀的可能性就越小。8．及时进行涂敷与修复如果水泵过流部件已出现剥蚀，可采用金属成非金属材料在剥蚀部位及时涂敷修复。涂敷修复后的叶轮，抗剥蚀和抗磨损的能力将大大提高，不仅延长了叶轮的使用寿命，而且提高了水泵的效率。9．降低水泵转速汽蚀性能参数与转速的平方成正比,降低水泵转速，可以减轻汽蚀的危害。10．在汽蚀区补气在泵