离心泵的汽蚀6

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1、6离心泵的汽蚀6．1　泵内汽蚀液体在某一温度下都有一个饱和蒸汽压力。液体的温度不同时，其饱和蒸汽压力亦不同。由表6-1可知，水温20℃时，饱和蒸汽压力pv=2.334×103Pa。此时，倘若水的压力低于饱和蒸汽压力，则水就会汽化。另外，如水的压力为2.334×103Pa，而水温升高至20℃，水同样也会汽化。表6-1水温和饱和蒸汽压力关系水温(℃)051015202530密度(kg／m3)999.91000.0999.7999.1998.2997.0998.6饱和蒸汽压力pv´10-3(Pa)0.60800.87281.22

2、581.70642.3373.16764.2365水温(℃)35404550556065密度(kg／m3)994.0992.2990.2988.0985.7983.2980.6饱和蒸汽压力pv´10-3(Pa)5.61927.37469.581112.327015.739719.917325.0070水温(℃)70758090100110120密度(kg／m3)977.8974.9971.8965.3958.1950.6942.9饱和蒸汽压力pv´10-3(Pa)31.155738.550047.363170.107710

3、1.3223143.2654198.5454下面以水泵为例来讨论泵内的汽蚀。泵在运转时，从水池里吸水，水沿着吸水管进入吸入室，然后流入叶轮。水流在流动过程中，由于速度的增加、势能的提高及克服流动阻力，水流的压力越来越低。若然水流流到泵叶轮进口某一位置时，水流的压力已经下降至水的饱和压力，则水流汽化。同时，原来溶解于水中的气体亦同时逸出，形成蒸汽、气体泡。这些充满着蒸汽和气体的空泡很快胀大，并随着水流向前运动。水流到达压力较高的地方时，充满着蒸汽和气体的空泡迅速凝缩、溃灭。空泡溃灭时，水以高速填补空泡的位置，在空泡中心形成微

4、射流，射流速度达100m／s，甚至高达300m／s，水流彼此发生了撞击，形成了局部水击，压力可达数千万帕。空泡胀得越大，它凝缩、溃灭时引起的局部水击压力亦越高。根据高速摄影，空泡从生长至完全破灭，整个过程历时约0.003～0.005s。所以局部水击压力升高的作用频率亦是很高的，每秒为600～1000次，甚至可高达25000次。这种现象如发生在过流部件的固体壁上，则使过流部件损坏。-48-泵内汽蚀对泵的运行将产生影响，威胁泵的正常运转。泵汽蚀时，产生噪声与振动，这是由于气泡的突然破裂造成的，泵越大噪声与振动也越大。泵组的振动

5、又会促使空泡的发生与溃灭，两者的相互作用有可能引起汽蚀共振。汽蚀时，过流部件受到腐蚀疲劳损坏。泵在汽蚀工况下运转，空泡破灭时产生的高压力，频繁地打击在过流部件上，使材料受到疲劳，产生机械剥蚀。同时，逸出的气体中的氧气，藉助空泡凝缩时放出的热量，对材料产生化学腐蚀。泵汽蚀时，会使其性能下降。泵内气泡较少时，泵的性能曲线并无明显的变化，这是汽蚀的初生阶段。气泡大量产生时，流道被“堵塞”，这时汽蚀已到了发达阶段。表现在泵的性能曲线上，出现明显的变化，性能曲线发生显著下降，出现了“断裂”工况，如图6-1所示。但是不同的比转速泵，其

6、汽蚀性能曲线下降的情况是不同的。6．2吸上真空高度泵的吸上真空高度的高、低，对于泵是否发生汽蚀是一个重要的因素。有些泵由于吸上高度较大，以至于泵内发生汽蚀，甚至吸上高度过大造成吸不上液体，使泵无法工作。所以，恰如其分地确定泵的吸上真空高度和吸上高度是必需的。图2-4所示为离心泵从吸液罐抽吸液体，泵的几何安装高度即吸上高度为Hg，泵的入口截面为S—S。列液面A-A及泵入口S-S截面的伯努利方程　　　　　　　　　　　　　　　（6-1）式中pA——吸液罐液面压力，Pa；ps——泵吸入口压力，Pa；cs——泵吸入口处液体的平均流速

7、，m／s；Hg—一泵几何安装高度(吸上高度)，m；r——输送液体的密度，kg/m3；hAs——液体从吸液罐液面至泵入口处的阻力损失，m。由式（6-1）可得　若作用在吸入液面上的压力为大气压力pa，即pA＝pa，则-48-令(pa-ps)／rg=Hs，称为吸上真空高度，m。（6-2）泵吸上真空高度Hs，与泵几何安装高度Hg、泵吸入口流速cs、吸入管路阻力损失hAs及吸入液面压力有关。倘若吸入液面压力不变，吸上真空高度Hs，随着几何安装高度Hg、泵进口流速cs、吸入管路内液体流动阻力的增大而降低。为保证泵的安全运行，需要规定泵

8、的最大吸上真空高度Hsmax。为使泵运转时不产生气泡，同时又有尽可能大的吸上真空高度，一般规定留有一定的安全裕量K，即(6-3)式中[Hs]——允许吸上真空高度，m。　　　K——安全裕量，机械工业部门规定安全裕量K＝0.3~0.5m。允许吸上真空高度[Hs]也是泵的重要性能参数，用来说明离心泵吸入性能的