叶片式流体机械的空化理论

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1、第四章叶片式流体机械的空化理论第一节：流体机械的空化与空蚀机理第二节：泵的安装高度与汽蚀余量第三节：空化与空蚀的防护及改善措施第一节流体机械的空化与空蚀机理一、空化与空蚀机理1.空化现象当P

2、与空蚀①翼型空化与空蚀间隙空化与空蚀空腔空化与空蚀1）缩短泵的使用寿命：粗糙多孔→显微裂纹→蜂窝状或海绵状侵蚀→呈空洞。对泵运行的危害2）产生噪声和振动：若振动产生汽泡，汽蚀产生振动→互相激励→汽蚀共振。3）影响泵的运行性能：断裂工况（汽泡堵塞流道）；潜伏性汽蚀（易被忽视）。那么泵内汽蚀的产生与那些因素有关？又如何防止呢？一、泵的几何安装高度与吸上真空高度列吸水池液面e-e及泵入口断面s-s之间的能量方程式有：第二节泵的安装高度与汽蚀余量吸水池液面为大气压pa时，令称为吸上真空高度，则上式变为：当qV=C时，Hg(Hs)，存在HsmaxpsminpkpV时，泵内开始发生汽

3、蚀。Hsmax值由制造厂用试验方法确定。为保证泵不发生汽蚀，把Hsmax减去一个安全量K，作为允许吸上真空高度而载入泵的产品样本中，并用[Hs]表示，即：[Hs]=Hsmax―0.3在计算[Hg]中必须注意以下三点：（1）[Hs](qV)。确定[Hg]时，必须以泵在运行中可能出现的最大流量所对应的[Hs]为准。（2）[Hs]值是泵制造厂在pa=1.013×105Pa，t=20℃的清水下由试验得出的。当使用条件变化时，应对样本的[Hs]值进行修正。大气压头饱和蒸汽压头（3）为提高泵的允许几何安装高度，应尽量减少吸入管路的速度水头和阻力损失。【例】在海拔500m某地安装一台水泵，

4、其输水qV=135L/s，输送水温t=30℃，该泵样本上提供的允许吸上真空高度[Hs]=5.5m.吸水管内径d=250mm,设吸入管路总损失∑hs=0.878m。求：[Hg]应为多少？【解】由表查得海拔500m力时大气压强pa=9.51×104Pa，由附录Ⅳ查得水温为t=30℃时的饱和蒸汽压强pV=4.2365kPa。查表得30℃水的密度=995.6㎏/m3。修正后的吸上真空高度为：又因为：所以，泵的几何安装高度应为：二、汽蚀余量泵的几何安装高度与吸上真空高度的确定问题只是影响泵工作性能的一个重要因素。那么，泵内汽蚀的产生还与那些因素有关？又如何防止呢？泵内流体汽蚀现象理论：液体

5、汽化压强（pV）为初生汽蚀的临界压强。称泵吸入口液流总能头高于汽化压强能头外的富余能头为汽蚀余量，以符号NPSH表示。汽蚀余量可分为有效汽蚀余量和必需汽蚀余量。当泵内刚发生汽蚀时，必有：ps>pK=pV。1.有效汽蚀余量1）定义将泵吸入管路能量方程式：代入上式得：Δha=f吸水管路系统结构参数，流量，而与泵的结构无关，故又称为装置汽蚀余量；Δha越大，表明该泵防汽蚀的性能越好。2）影响因素，故当qVΔha。而且由于3）倒灌高度在火力发电厂中,凝结水泵和给水泵吸入容器液面压强均为相应温度下的汽化压强，则下式可改写为：Δha=－Hg－hw>0（2-9）即，凝结水泵和给水泵均应

6、采用倒灌高度安装。只有：-Hg=Hd>0，才有可能使NPSHa>0应注意的是：Hg值的正、负以吸入池液面为基准，当泵轴高于吸水液面时为正。2.必需汽蚀余量1）定义利用能量方程可以推得：Δhr=f(泵吸入室和叶轮进口的结构参数,流速大小),即，Δhr只与泵的结构有关，而与吸入管路无关，故又称之为泵的汽蚀余量。2）影响因素在泵的正常工作范围内，由于Δhr具有流动损失的属性，某泵Δhr越小，表明该泵防汽蚀的性能越好。Δhr由泵制造厂通过试验测出。当qVΔhr。汽蚀区非汽蚀区泵运行中,Δha-qV和Δhr-qV的变化关系如图所示。即Δhr-qVΔha-qVH-qVqVHΔhOqVCC

7、3.对汽蚀余量Δh的几点说明即Δhr≥Δha，泵内将产生汽蚀。当qV≥qVC时，因pK≤pV,但流量不能太小：冲角hwNPSHr运行时的最大允许流量和最小允许流量。因此，应规定出泵水温tpVNPSHa1）泵运行中Δha与Δhr的关系2）临界汽蚀余量Δhc和允许汽蚀余量[Δh]的关系Δhr-qVΔha-qV[Δh]-qVH-qV汽蚀区非汽蚀区KqVHNPSHOqVCC设计点A由图可知,qVΔhapK=pV，液体开始汽化。此时，Δha就是使泵