叶片式泵与风机的性能-汽蚀

泵的汽蚀一、汽蚀现象及其危害汽蚀产生的物理、化学过程当运动液体的压强降低到相应的汽化压强“pvp”以下时，会发生汽化，产生气泡；这些气泡随着液体流动被带到高压区，在高压区气泡将凝结而破裂。大量气泡的破裂会对流道壁面局部形成持续的反复的冲击，这种高压高频的局部水锤造成金属表面因疲劳而产生机械剥蚀。此外，气泡破裂的冲击会产生局部温升，加速了活泼气体对金属材料的化学腐蚀汽蚀现象一、汽蚀现象及其危害汽蚀——金属表面在气泡破裂产生机械剥蚀和化学腐蚀的长期联合作用下形成的蜂窝状破坏。泵的汽蚀——泵内反复出现的液体汽化（气泡形成）和凝结（气泡破裂）的过程，并使金属表面受到冲击剥蚀和化学腐蚀的破坏现象称为汽蚀现象汽蚀现象一、汽蚀现象及其危害噪音和振动加剧工作性能下降缩短泵的使用寿命（叶轮损坏）泵的汽蚀性能曲线（见右图）汽蚀现象二、汽蚀性能参数汽蚀性能参数（正确选取合适的“Hg”的依据）1、允许吸上真空高度［Hs］列吸入容器液面及泵入口S-S断面的伯努利方程可得：（1）吸上真空高度Hs二、汽蚀性能参数汽蚀性能参数（正确选取合适的“Hg”的依据）1、允许吸上真空高度［Hs］（2）最大吸上真空高度Hsmax（汽蚀实验测定）Hs↑→ps↓→Hg或vS↑Hs>Hsmax，发生汽蚀Hs<Hsmax，不会发生汽蚀二、汽蚀性能参数汽蚀性能参数（正确选取合适的“Hg”的依据）1、允许吸上真空高度［Hs］（3）允许吸上真空高度（泵制造厂提供）标准状态，大气压760mmHg、液温20℃时的数值［Hs］=Hsmax-0.3（4）用户使用时为修正值：Hamb——使用场合的大气压头，m；Hvp——使用场合的汽化压头，m

二、汽蚀性能参数汽蚀性能参数（正确选取合适的“Hg”的依据）1、允许吸上真空高度［Hs］3、无因次参数曲线的用途（5）［Hs］的不足：①不能直接反映泵本身的汽蚀性能；②当泵的工作环境改变时需要进行修正，使用时不方便二、汽蚀性能参数汽蚀性能参数（正确选取合适的“Hg”的依据）2、允许汽蚀余量［NPSH］（1）有效汽蚀余量NPSHa()概念——泵吸入口处单位重量液体所具有超过汽化压强能头的富裕能头，用符号NPSHa表示定义式：计算式：

二、汽蚀性能参数汽蚀性能参数（正确选取合适的“Hg”的依据）2、允许汽蚀余量［NPSH］（1）有效汽蚀余量NPSHa()特点液温升高或流量增加→↓，汽蚀发生可能性增大

→汽蚀发生的可能性减小NPSHa由吸入管路系统装置决定，与泵本身无关二、汽蚀性能参数汽蚀性能参数（正确选取合适的“Hg”的依据）2、允许汽蚀余量［NPSH］（2）必需汽蚀余量NPSHr（）有效汽蚀余量指在泵吸入口处液体所具有的富裕能量，但泵吸入口处的液体压强并不是泵内压强最低处的液体压强从泵吸入口至叶轮入口的截面积是逐渐收缩的，液体流速要升高，压力相应降低液体从泵吸入口流至叶片K点间，存在沿程、局部流动阻力损失，致使液体压强下降液体进入叶轮流道时，存在绕流，液流急剧转弯，流速加大，液体压强降低二、汽蚀性能参数汽蚀性能参数（正确选取合适的“Hg”的依据）2、允许汽蚀余量［NPSH］（2）必需汽蚀余量NPSHr（）二、汽蚀性能参数汽蚀性能参数（正确选取合适的“Hg”的依据）2、允许汽蚀余量［NPSH］（2）必需汽蚀余量NPSHr（）概念——单位重量液体从泵入口流至叶轮叶片进口压强最低处的压强降能头，以符号NPSHr表示。定义式：计算式：m为压降系数，λ为液体绕流叶片头部的压降系数二、汽蚀性能参数汽蚀性能参数（正确选取合适的“Hg”的依据）2、允许汽蚀余量［NPSH］（2）必需汽蚀余量NPSHr（）特点：越大，压降越大，抗汽蚀性能差，汽蚀发生的可能性增大流量增加，增大，汽蚀发生的可能性增加NPSHr的值取决于吸入室结构、首级叶轮入口形状和结构、叶轮进口处流速大小和分布等，而与吸入管路装置无关二、汽蚀性能参数汽蚀性能参数（正确选取合适的“Hg”的依据）2、允许汽蚀余量［NPSH］（3）允许汽蚀余量［NPSH］NPSHa与NPSHr的关系NPSHa<NPSHr→pk<pvp，泵内会发生汽蚀NPSHa>NPSHr→pk>pvp，泵内不会发生汽蚀NPSHc=NPSHa=NPSHr，临界汽蚀余量二、汽蚀性能参数汽蚀性能参数（正确选取合适的“Hg”的依据）2、允许汽蚀余量［NPSH］（3）允许汽蚀余量［NPSH］泵工作时不发生汽蚀的条件：NPSHa>NPSHr允许汽蚀余量的定义：［NPSH］=NPSHc+0.3三、泵允许几何安装高度［Hg］的确定由允许吸上真空高度［HS］确定由允许汽蚀余量［NPSH］确定三、泵允许几何安装高度［Hg］的确定1泵不发生汽蚀的条件Hg≤［Hg］2［Hg］>0——泵中心线可安装在吸入容器液面以上3［Hg］<0——泵中心线应在吸入容器液面以下，否则泵工作时会发生汽蚀泵的几何安装高度三、泵允许几何安装高度［Hg］的确定1泵的几何安装高度为负值时，称为倒灌高度2泵吸送饱和液体时必须是倒灌高度。因此时po=pvp，即［Hg］=-［NPSH］-hw3电厂应用:给水泵、凝泵倒灌高度三、泵允许几何安装高度［Hg］的确定在高原大气压力为90636Pa的地方，用泵输送水温为450C的热水。吸水管路阻力损失为0.8m,等直径吸水管段热水流速为4m/s，此时泵的允许吸上真空高度［Hs］=5.5m。（1）试求泵的允许几何安装高度？（2）若其它条件不变，输送水温为80℃，泵的允许几何安装高度又是多少？解：例题三、泵允许几何安装高度［Hg］的确定某台CHTA型锅炉给水泵，其入口直径d1=257mm，吸入管路总阻力损失系数ζ0=4.3。泵在额定工况下的流量为675m3/h，扬程为2370N·m/N，转速为5900r/min，［NPSH］=34m。试确定其几何安装高度Hg例题四、汽蚀比转速汽蚀比转数：既能表示泵的汽蚀性能，又与泵的性能参数相联系的综合参数（综合相似特征数），用符号c表示，是能够比较不同吸入结构泵汽蚀性能好坏比较的综合参数1、推导依据——汽蚀相似定律，其形式为2、汽蚀比转数形式四、汽蚀比转速3、汽蚀比转数分析：必需汽蚀余量小，则汽蚀比转数大，表示汽蚀性能好，反之则差，即“c”的大小，可以反应泵抗汽蚀性能的好坏c增大，泵效率降低对c=600～800的泵，主要考虑效率对c=800～1200的泵，兼顾汽蚀和效率对c=1200～1600的泵，对汽蚀要求较高五、防止泵发生汽蚀的措施（一）提高泵的抗汽蚀性能1、增大有效汽蚀余量的措施减少吸入管路的阻力损失正确地决定几何安装高度加前置泵2、降低必需汽蚀余量的措施采用双吸叶轮采用吸入性能好的叶轮采用诱导轮或双重