汽蚀与安装高度

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1、泵的汽蚀一、汽蚀现象及其危害(1)汽蚀现象液体在一定温度下，由于液体的动态作用使泵的进口处的压力低于液体在温度下的汽化压力(即饱和蒸汽压)，液体开始汽化而产生气泡，并随液体流进高压区时，气泡破裂，周围液体迅速填充原气泡空穴，产生局部高速高压打击力。这种气泡的产生、发展和破裂现象称为汽蚀。(2)汽蚀危害性①由于泵汽蚀时，气泡在高压区连续发生突然破裂，以及伴随的强烈水击，而产生噪声和振动。②过流部件点蚀破坏以及在高温和化学下造成的腐蚀破坏，两者可相作用。③泵性能下降。随着比转速的增加，其下降幅度趋缓。(3)汽蚀发生的部位和腐蚀破坏的部位汽蚀发生的

2、部位是靠近入口边缘叶轮叶片的低压和前盖板，即曲率最大的地方。轴流式和无前盖板的高比转数叶轮，其叶轮边缘的低压侧和靠近叶梢的空间处对汽蚀敏感。泵壳的汽蚀部位发生在泵后的低压侧和靠近入口边打压叶片的低压侧。对应多级泵，汽蚀通常发生在第一级叶轮中。二、汽蚀参数1、汽蚀余量NPSH单位质量液体超出液体汽化压力的富裕能量（以米液柱计）汽蚀余量，其值等于从基准面算起的泵吸入口的总吸入水头（绝对压力，以米液柱计）减去液体的汽化压力（绝对压力，以米液柱计），即：(1-1)式中——从基础面算起的泵吸入压力，Pa；——液体在该温度下的汽化压力，Pa；——泵吸入

3、口介质流速，m/s；——液体密度，kg/m3；基准面按液面以下两种原则取定位置：①ISO标准，GB标准规定基准面为通过叶轮叶片进口边的外端索描绘的圆的中心的水平面。对于多级泵以第一级叶轮为基准，对于立式双吸泵以上部叶片为基准。②API610规定对卧式泵，其基准面是泵轴中心线；对立式管道泵，其基准面是泵吸入口中心线；对其他立式泵，其基准面是基础的顶端。2、装置汽蚀余量NPSHa有泵装置系统(以液体在额定流量和正常泵输送温度下为准)确定的汽蚀余量，称装置汽蚀余量，也称为有效汽蚀余量或可以汽蚀余量(以米液柱计)，其大小有吸液管路系统的参数和管路中流

4、量索决定，而与泵的结构无关。3、泵的必需汽蚀余量NPSHr由泵厂根据试验(通常用20°C的清水在额定流量下测定)确定的汽蚀余量，称泵的必需汽蚀余量(以米液柱计)。对于离心泵，泵厂给出NPSHr值一般留有0.3m的余量；对于往复泵、计量泵，因不同的入口阀和局部流态很复杂，泵厂一般仅测量流量变化的入口余量来确定NPSHr值，并不考虑阀内的局部流动，为确保不发生局部汽蚀，通常泵厂给出NPSHr值留有0.2bar的余量。需要强调的是此处谈到的余量是泵厂自身留有的余量，计算NPSHa安全裕量S是一般不考虑进去。必需汽蚀余量在昔日法兰处测定并换算到基准面

5、。在比较NPSHa和NPSHr值时应注意基准面是否一致，如不一致应换算至同一基准面。4、吸上真空度Hs吸上真空度Hs是从泵基准面算起的泵吸入口的真空度(以米液柱计)，也称吸上真空高度。Hs与NPSHr值的换算按下式：NPSHr=10-Hs(1-2)5、泵的安装高度h泵的安装高度h也称泵的吸液高度，是指泵的基准面至吸入液面之间的高度。6、汽蚀曲线NPSHa和NPSHr均随流量的变化而变化。一般NPSHr随流量的增加而增大，而NPSHa则随流量的增加而减小(见图1)。泵厂提供的泵性能曲线上一般应有NPSHr-Q曲线。图17、离心泵的NPSHa安全

6、裕量S为确保不发生汽蚀，离心泵的NPSHa必须有一个安全裕量S，满足。对于一般的离心泵，S取0.6~1.0m。但是对于一些特殊用途或条件下使用的离心泵，S值需按表1取定。三、汽蚀相似定律由上述可知，NPSHr表示某一台既定泵的汽蚀性能。在此基础上可以找到一系列几何相似的泵在相似工况下汽蚀性能之间的关系，这种关系就是汽蚀相似定律。汽蚀相似定律用来解决相似泵(不同转速，尺寸)间汽蚀余量NPSHr之间的换算问题。对于几何相似满载相似工况下工作的模型泵(用下标M表示)和实型泵对应点的速度比值相同，由，可写成（1-3）(1-3)是汽蚀相似定律的表达式。

7、即是说，几何相似的泵，在相似工况下，模型泵和实型泵的汽蚀余量之比等于模型泵和实型泵的转速和叶轮尺寸乘机积的平方比。当转速和尺寸相差不大时，相似定律换算结果较为准确，当转速和尺寸相差较大时，换算的NPSHr与实际误差较大。四、汽蚀比转速C与比比转速类似，可以推导出泵汽蚀相似准则——汽蚀比转速C。对于几何相似的泵，在相似工况下，由汽蚀相似定律（a）另一方面，由泵相似定律（b）由（a），（b）两式经过变化可得令常数为C，并称为汽蚀比转数，则对于双吸泵(1-4)由上述可知，当泵是几何相似和运动相似时，C值等于常数所以。C值可以作为汽蚀相似准数，并标志

8、抗汽蚀性能的好坏。C值越大（相应NPSHr值越小），泵的抗汽蚀性能越好。五、泵的安装高度泵几何吸入高度应从吸入液面算至基准面。图2考虑吸上和倒灌两种情况。现在用吸入