全面理解汽蚀及其对离心泵的影响

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1、全面理解汽蚀及其对离心泵的影响全面理解汽蚀及其对离心泵的影响谢小青（上海电气凯士比核电泵阀有限公司，上海浦东201306）摘要：以泵制造商的视角，全面回顾离心泵汽蚀产生的原理、引起离心泵汽蚀的主要原因及汽蚀的判别、汽蚀对离心泵的影响，列出了不同标准、不同国际同行对离心泵汽蚀安全裕量的规定，最终给出了改善离心泵汽蚀的一些具体措施。关键词：汽蚀原理影响安全裕量改善0引言汽蚀是离心泵的常见问题，会引起泵振动和噪音的增加、性能的下降、造成泵零部件的严重损坏。只有全面、正确地理解离心泵的汽蚀性能，才能科学合理

2、地设计或选择出满足用户装置要求的产品。1离心泵汽蚀（Cavitation）产生的原理泵运转过程中，当泵送液体流经过流部件的某些局部区域因某些原因、液体的绝对压力降低到泵送温度下液体的饱和蒸汽压力（汽化压力）时，液体便在此处发生汽化，产生蒸汽、形成汽泡；同时，溶解于液体中的气体也会以汽泡的形式析出，在局部区域形成两相流。当汽泡移动到高压区时，汽泡周围的高压液体将会使汽泡迅速凝结缩小、破裂。在汽泡凝结缩小、破裂的瞬间，汽泡周围的液体将高速填充（汽泡凝结破裂形成的）空穴，产生强烈的冲击波。当汽泡破裂发生在

3、过流部件的固体壁面时，将会对固体壁面形成高速微射流，导致局部受到腐蚀破坏。这种产生汽泡和汽泡破裂使过流部件遭到破坏的过程就是泵的汽蚀过程。引起离心泵汽蚀的主要原因有四种：（1）汽化汽蚀（Vaporizationcavitation）（2）内部回流汽蚀（Internalrecirculationcavitation-Suctionspecificspeed）（3）叶片流道综合症汽蚀（Vanepassingsyndromecavitation）（4）紊流汽蚀（Flowturbulencecavitati

4、on）1.1汽化汽蚀当液体的压力低于其汽化压力或者温度太高时，液体便会发生汽化，导致汽蚀。这种汽蚀发生在泵的吸入侧。1.2内部回流汽蚀当泵送流量太小或入口压力太高时，就会发生回流现象。当泵送流量太小时，内部回流发生在叶轮的入口；当泵入口压力太高时，内部回流发生在叶轮出口处。内部回流致使液体流速的增加直至汽化产生汽泡，然后在周围较高压力下破裂。当吸入口发生内部回流时，在泵的吸入口周围会发出不规则的噼噼啪啪的噪音，并伴有高强度的爆震声。1.3叶片流道综合症汽蚀1全面理解汽蚀及其对离心泵的影响这种汽蚀破坏

5、是由于导叶（对于导叶式泵）或蜗舌（对于蜗壳式泵）与叶轮叶片外径之间的间隙太小所引起的。当液体流经该小通道时，液体的流速增加引起液体压力的下降、局部汽化，产生汽泡，然后在较高的压力下破裂，导致汽蚀。这种汽蚀通常发生在导叶或蜗舌的内侧及叶轮叶片中心。1.4紊流汽蚀当有某种东西干扰或阻碍（如腐蚀、堵塞、直径突变等）液体在泵中正常流动时，就会发生紊流改变液体的流速，液体流速的改变会引起压力的改变，压力的改变最终会引起液体的汽化、汽蚀。这种汽蚀通常发生在与泵连接的管道中。2关于汽蚀你必须知道的几个概念及知识2

6、.1汽蚀余量NPSH（netpositivesuctionhead，净正吸入压头）[1]ANSI/API610第11版标准定义如下：NPSH为从基准面算起的泵绝对吸入总压头减去液体的汽化压力。2.2装置汽蚀余量NPSHA（netpositivesuctionheadavailable）装置汽蚀余量又称有效汽蚀余量、有效的净正吸入压头，是与泵的操作系统有关的参数，等于液体到达泵的入口时的压头减去汽化压力头后液体的剩余压力头。2.3必需汽蚀余量NPSHR（netpositivesuctionheadre

7、quired）必须汽蚀余量又称必须的净正吸入压头，它是与泵本身的结构设计有关的参数。当液体从泵的入口进入叶轮入口时，在叶轮叶片离心力的作用下，速度增加、压力下降。必须汽蚀余量是泵吸入口必需的实际的正压头，其主要是克服泵内的压力下降并保持液体的压力在汽化压力之上。必需汽蚀余量有三种：NPSH3：将扬程（第一级叶轮）下降3%作为汽蚀的判别点，ANSI/HI9.6.1、ISO9906、ANSI/API610等标准所推荐，并被全球泵行业广泛接受。测量容易，也比较可靠。普遍应用于各种离心泵。NPSH0：将扬程

8、即将开始快速下降、但下降为0%作为汽蚀的判别点，定义容易，但测量较困难。常用于轴流泵和混流泵。NPSHi（即NPSHincipient汽蚀初生）：将第一只汽泡产生时作为汽蚀的判别点，较NPSH3和NPSH0更严格。定义容易，但所需的测量技术复杂、成本非常高。常用于叶轮入口流速较高的高吸入能量泵。2.4汽蚀试验用介质的规定ANSI/API610第11版标准规定：卖方应该在数据表上规定出泵在额定流量和额定转速下输送水时（水温低于55℃）的必需汽蚀余量（NPSH3）。对水以