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1、浅谈泵的汽蚀余量作者姓名：谭明河北工程大学科信学院热能与动力一班邯郸056038(Tel:15031088232,Email:522162531@qq.com)摘要：阐述了泵汽蚀余量和装置汽蚀余的概念、物理意义及区别，简要地分析了泵汽蚀余的确定方法。对临界汽蚀余量和允许汽蚀余量的确定中存在的问题进行了初步探讨，并对汽蚀余量和吸上真空度的转换进行了简要说明。关键词：泵汽蚀余量,有效汽蚀余量，临界状态，汽蚀实验，真空度Abstract:Inthispaper,theconcept,physicalmeaningandd
2、istinctionofNPSHrandNPSHaaredescribed,themethodofNPSHrdeterminationareanalyzed.CriticalcavitationsmarginandallowthedeterminationofNPSHproblemswerediscussed,andtherelationshipbetweensuctionvacuumandNPSHrisgiven.Keywords:NPSHr,NPSHa,criticalstate,cavitationstest
3、,vacuum前言泵汽蚀余量是表征水泵汽蚀性能的重要参数之一,并据此计算水泵装置几何吸上高度和确定水泵安装高程,在生产实践上具有重要意义。因此,在水泵设计、制造、试验、安装和运行各个阶段,都应该对泵的汽蚀余量予以特别的重视。但是,目前国内对水泵的汽蚀试验方法、临定汽蚀余量的制定、汽蚀安全余量的取值等问题存在一定的混乱状况,对此进行深入研究和探讨十分必要。1泵汽蚀余量和装置汽蚀余量的概念、物理意义及区别根据图（1）,以通过泵轴线的平面为基准面,分别列出泵进口与叶片进口两断面的绝对运动能量方程以及叶片进口与叶片背面压力
4、最低点点的相对运动能量方程。当点的绝对压力下降到等于水泵工作温度下液体的汽化压力时,水泵开始发生汽蚀,临界状态下的水泵汽蚀方程式为：4(1)式中,Ps、vs为泵进口断面至基淮面上的绝对压力和平均流速,v0和w1为叶轮进口断面上的绝对平均速度和相对速度,λ1、λ2为与泵吸入室和叶轮构造有关的系数,Pv为泵内液体工作温度下的饱和蒸汽压。图1临界状态下△ha与△hr装置汽蚀余量用△ha表示,是指(1)式的左边部分,它仅与泵进口的参数有关,而与泵本身的结构和参数无直接关系。一旦泵的吸入装置条件确定,即装置吸入液面绝对压力P
5、a、几何吸上高度H吸、吸入管路水头损失h吸以及流量和温度等条件确定后,△ha就是一个定值，并可通过式（2）计算：（2）（2）式中第二个等号后第一项表示吸入液面上的压力能头；第二项为吸入液面上的速度能头，但通常吸入液面截面很大以至于速度约为零，故常将此项忽略不计；第三项为泵的几何安装高度，即泵吸入口轴线与吸入液面间的位能差；第三项为吸入管路的摩阻损失；第四项为工作温度下液体的蒸汽压能头。通过上述说明可直观地从中看出△ha的物理含义：即吸入液面上的总能头（包括压力能头、速度能头和位能）在克服吸入管路中流动损h吸并把液体
6、提高到H吸高度后所剩余的高出工作温度下液体汽化压力的有效能头。可以将其理解为泵汽蚀余量的克星，正因为它的存在有效地抵消了液体从泵吸入口到叶轮截面压力最低点间的压降，使液体流到压力最低点处时具有的压力能头仍能高于液体汽化压力，只有该能头大于零时泵才不会发生汽蚀；等于零时即为临界状态；小于零时发生汽蚀。图2泵和装置汽蚀余量特性曲线泵汽蚀余量用△hr表示,是指(1)式的右边部分。只有临界状态时,4才有关系式△ha=△hr成立,△hr表示了从泵进口到叶片背面最低压力点之间液体流动过程中的压力降,可理解为保证泵不发生汽蚀、在
7、泵进口处单位重量液体所必具有的超过工作温度下液体汽化压力的富余能头，它是泵在运行过程中不可避免也是客观存在的物理量。影响泵汽蚀余量的因素很多，系数λ1与泵吸入室结构及叶轮进口断面上绝对速度v1和v0的比值有关,而λ2则与叶轮几何形状、叶片数、叶片冲角、叶片厚度等叶片进口部分的几何参数有关,并且还与叶片进口相对速度w1和叶片最低压力点处相对速度wK的比值有关。另外,泵吸入口到叶轮人口的过流面积逐渐收缩的程度、水流方向的改变以及绕流叶片头部引起的水流速度和方向的急剧变化,也对泵汽蚀余量有较大影响。对于给定的泵和泵装置来
8、说,在一定的转速、流量和温度下,装置汽蚀余量和泵汽蚀余量都是个定值。△ha和△hr随流量变化的关系曲线见图2，△ha随泵流量的增加而减小，△hr则随流量的增加而增大。泵在运行时是否发生汽蚀是由外部条件、吸人装置和泵本身特性等因素共同决定的。当装置汽蚀余量大于泵汽蚀余量时,泵进口液体的富余能量大于泵所必需的动压降,即使△hr很大,泵也不会发生汽蚀。但是，如果泵
