《泵站运行工培训》ppt课件

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1、泵站运行工（机械部分）广东水利电力职业技术学院宋海辉第三章水泵的汽蚀与安装高程第一节水泵的汽蚀及其危害一、水泵汽蚀1．汽蚀的概念汽蚀是水力机械中的一种异常现象。水的汽化与温度和压力有关。在一定的温度下，水开始汽化的临界压力称为该温度下的饱和汽化压力。水在不同水温下的饱和汽化压力见下表。水泵运行时，由于某些原因而使泵内局部位置的压力降低到水的饱和汽化压力时，水产生汽化，并产生大量汽泡。从水中离析出来的大量汽泡随着水流向前运动，达到高压区时受到周围液体的挤压而溃灭，气泡又重新凝结成水。汽泡破灭时，水流质点从四周以高速向气泡中心冲击，产生强烈的局部水锤。这种现象就是水

2、泵的汽蚀现象。第三章水泵的汽蚀与安装高程第一节水泵的汽蚀及其危害汽化与汽蚀的机理汽化：常温状态下，液体压力低于汽化压力而发生的汽化现象。汽蚀：空化发生时，液体对于固体边壁所形成的损伤破坏。汽蚀（空蚀）机理空蚀机理：已形成的液体空泡，再进入高压区时，会突然凝聚溃灭。而此溃灭过程会产生冲击力等伴随现象（机械作用、电化作用、化学作用），从而对过流边壁构成损伤破坏。空泡溃灭实验照片：第三章水泵的汽蚀与安装高程第一节水泵的汽蚀及其危害1、机械作用：（1）冲击波作用（水锤击打）；（2）微射流作用（水流高速进出缝隙）2、电化作用：冷热两端形成热电偶，产生热电势3、化学作用：高

3、温氧化4、联合作用：前述三种联合作用，空蚀与泥沙磨损联合作用空蚀原因液体环境压力降低是空化发生的外部条件。水流低压条件可因翼型绕流、间隙流动、旋涡流动等情况形成。液体“空化核”的存在是空化发生的内在原因。空化核：液体中存在的不可溶性微小气泡。由于相对大的尺寸，空化核的抗拉强度很低。单独存在的微小气泡或微小气团空化核存在形式：第三章水泵的汽蚀与安装高程第一节水泵的汽蚀及其危害第三章水泵的汽蚀与安装高程第一节水泵的汽蚀及其危害2．汽蚀的类型水泵常见汽蚀有三种类型。(1）叶面型汽蚀叶面型汽蚀是发生在叶片表面的汽蚀。汽蚀发生在叶片正面、背面或前盖板的内表面等部位，如图所

4、示。离心泵在大流量时，叶面汽蚀发生在1、4、3几个部位，小流量时，发生在2、4、1几个部位。轴流泵在大流量时叶面汽蚀发生在叶片的正面，小流量时发生在叶片的背面。第三章水泵的汽蚀与安装高程第一节水泵的汽蚀及其危害（2）间隙汽蚀间隙汽蚀发生在轴流泵叶轮中心线相应的轮毂上，同时也发生在叶片的端部，如图4－3－16所示。在离心泵的减漏环与叶轮边缘间隙处，亦会引起间隙型汽蚀。（3）涡带汽蚀涡带型汽蚀是由于进水池设计不当，造成了在水泵的进口处水流的紊乱和旋涡，产生了涡带，把大量的气体周期性地带入泵内，助长或加重了叶面汽蚀。（二）汽蚀的危害1．水泵性能恶化水泵发生汽蚀时，因水

5、流中含有气泡，引起水泵的性能恶化：离心泵叶槽狭长，宽度较小，气泡迅速占据部分槽道甚至全部槽道，使水流的连续性遭到破坏，引起水流的阻断，水泵的Q－H曲线急剧下降，造成水泵的效率随着降低，图3－17（a）所示。第三章水泵的汽蚀与安装高程第一节水泵的汽蚀及其危害混流泵，由于叶槽较宽，气泡占据叶槽断面的某一部分，故出现Q－H曲线较平坦的下降，效率的下降也较为缓慢，图3－17示。轴流泵的叶槽粗短，汽蚀区不易侵入整个叶槽，因此Q－H曲线几乎均匀下降，而且缓慢，无明显断裂现象，图3－17示。第三章水泵的汽蚀与安装高程第一节水泵的汽蚀及其危害2．水泵过流部件发生破坏机械破坏作用

6、、化学破坏作用、电化破坏作用，水中含泥沙较多时，还伴随着磨蚀破坏。如图3－18示。3．产生噪音和振动水泵发生汽蚀时，水流质点互相碰撞和挤压，会产生剧烈的振动，造成机组零部件的破坏，严重时水泵不能抽水，甚至造成水泵装置和泵房结构的破坏，危及建筑物的安全。由于气泡振动和破灭产生噪音，危害泵站中运行操作人员的健康。第三章水泵的汽蚀与安装高程第二节水泵的汽蚀性能一、汽蚀基本方程泵在运行时是否产生汽蚀，与泵本身抗汽蚀性能、泵吸水装置系统等因素有关。离心泵的吸水装置及水流绕流叶片头部时的压力变化如图所示。在叶片背面靠进口的k点处压力最低，k点是水泵内最容易产生汽蚀的点，水泵

7、是否会产生汽蚀，取决于k点处的压力值。当k点处的压力值下降到该泵工作水温下的饱和汽化压力p汽时，水泵处于汽蚀的临界状态，汽蚀基本方程正是表征水泵汽蚀条件与影响诸因素之间的关系式，其表达式如下：式中ps―水泵进口的绝对压力，kPa;vs、v0―泵进口和叶片进口水流的平均流速，m/S;w1―叶片进口水流的相对流速，m/S;、2―与泵吸入室结构及叶轮入口几何形状等有关的压降系数。水流绕流叶片头部时的压力变化k1、进水池水面大气压Pa；2、进入叶轮后水流相对速度w；3、叶片背面靠近进口处压力最低值k点。以泵轴线的水平面为基准面，列水泵进口s—s断面与叶片进口1—1断面的

8、能量方程:列叶片进口1—