第四章

泵的汽蝕第一節(jié)汽蝕現(xiàn)象及其對泵工作的影響第二節(jié)吸上真空高度HS第三節(jié)汽蝕余量第四節(jié)汽蝕相似定律及汽蝕比轉(zhuǎn)速第五節(jié)提高泵抗汽蝕性能的措施固－液液體固體o

三相點蒸汽A固－汽液－汽CBp氣體（汽化曲線）（熔解曲線）（升華曲線）臨界點Tt/℃p/MPa00.0006112200.002338400.007381600.019933800.0473761000.101325第一節(jié)汽蝕現(xiàn)象及其對泵工作的影響水的P-T相圖1873年，雷諾在理論上預(yù)言。

1893年，在英國皇家海軍驅(qū)逐艦“勇敢號”螺旋漿上首次觀察到汽蝕現(xiàn)象。汽蝕現(xiàn)象汽蝕現(xiàn)象汽蝕現(xiàn)象形成原因液體，溫度升高、壓力降低，汽化，汽泡,高壓區(qū)，凝聚、破裂，液體補(bǔ)充空穴沖擊力：壓力升高，機(jī)械剝蝕溫度升高，氧化腐蝕汽蝕：由于液體汽化，汽泡形成、發(fā)展，進(jìn)入高壓區(qū)，凝聚、破裂，引發(fā)液體高頻碰撞，對材料造成破壞的全部過程。汽蝕現(xiàn)象

對泵工作的影響：1、造成材料破壞2、產(chǎn)生噪音和振動：600~25000Hz的噪音3、性能下降：大量汽泡堵塞流道，減少流體從葉輪獲得的能量，導(dǎo)致?lián)P程下降、效率降低。

汽蝕對泵工作的影響性能影響：1、斷裂工況（汽泡堵塞流道）

2、潛伏性汽蝕（易被忽視）汽蝕對泵工作的影響ns=690軸流泵低比轉(zhuǎn)速的泵會因汽蝕引發(fā)斷裂工況。第二節(jié)吸上真空高度HS汽蝕必要條件：局部壓力低于液體的飽和汽化壓力；影響泵入口壓力的一個重要因素是泵的幾何安裝高度Hg。中小型離心泵的幾何安裝高度臥式立式中小型臥式離心泵；中小型立式離心泵：第一級工作葉輪進(jìn)口邊的中心線至吸水池液面的垂直距離；大型水泵：吸水池液面至葉輪入口邊最高點距離。截面e-e至s-s列伯努利方程有：截面e-e通大氣時：HS：吸上真空高度。第二節(jié)吸上真空高度HS泵內(nèi)發(fā)生汽蝕出現(xiàn)斷裂工況時：ps

Hs考慮安全裕量為允許吸上真空高度允許幾何安裝高度最大吸上真空高度第二節(jié)吸上真空高度HS達(dá)最小，HS達(dá)最大：說明一：1、汽蝕并非一定發(fā)生在s-s截面，故psmin≠

pv

；2、由試驗測得psmin再換算得到[HS]，[HS]隨流量增大而減小，使用時應(yīng)按最大流量來選??；3、[Hs]值是廠家在pa=1.013×105Pa，t=20℃的清水下試驗獲得。使用條件變化時，應(yīng)對[Hs]值進(jìn)行修正：第二節(jié)吸上真空高度HS

第二節(jié)吸上真空高度HS【例】在海拔500m某地安裝一臺水泵，其輸水qV=135L/s，輸送水溫30℃，該泵樣本上提供的允許吸上真空高度[Hs]=5.5m，吸水管內(nèi)徑d=250mm,設(shè)吸入管路總損失hw=0.878m，求：[Hg]應(yīng)為多少？

【解】查表得海拔500m力時大氣壓強(qiáng)pa=9.51×104Pa，水溫為t=30℃時的飽和蒸汽壓強(qiáng)pV

=4.2365kPa，30℃水的密度=995.6㎏/m3。修正后的吸上真空高度為：

課堂例題

有效汽蝕余量NPSHa必須汽蝕余量NPSHr第三節(jié)汽蝕余量液體汽化壓強(qiáng)（pv）為初生汽蝕的臨界壓強(qiáng)，當(dāng)泵內(nèi)剛發(fā)生汽蝕時

ps>pk=pv泵的幾何安裝高度與吸上真空高度的確定問題是影響泵工作性能的一個重要因素，如何從理論上判斷汽蝕呢？汽蝕余量NPSH：NetPositiveSuctionHead，泵吸入口液流總能頭高于汽化壓強(qiáng)能頭外的富余能頭。NPSHNPSHa1、

NPSHa=f吸水管路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)，流量；2、與泵的結(jié)構(gòu)無關(guān)，故又稱為吸水裝置汽蝕余量；3、NPSHa越小，說明發(fā)生汽蝕的可能性越大。一、有效汽蝕余量NPSHa第三節(jié)汽蝕余量泵在吸入口處，單位重量液體具有的超過汽化壓力的富余能量。NPSHr1、

NPSHr=f泵吸入室和葉輪進(jìn)口的結(jié)構(gòu)參數(shù)，流量；2、與吸入管路無關(guān)，故又稱為泵的汽蝕余量；3、NPSHr越小，說明抗汽蝕性能越好。第三節(jié)汽蝕余量一、必需汽蝕余量NPSHr液體在泵吸入口的能頭對壓力最低點k處靜壓能頭的富余能頭。三、泵運行中NPSHa

與NPSHr

的關(guān)系泵不發(fā)生汽蝕條件NPSHr<NPSHa[NPSH]=NPSHc+0.3m

[NPSH]=（1.1～1.3）NPSHc

取允許汽蝕余量或第三節(jié)汽蝕余量NPSHr-qVNPSHa-qVqVH(m)Oc四、汽蝕余量NPSH與吸上真空高度Hs的關(guān)系第三節(jié)汽蝕余量[Hs]和[NPSH]都是表示汽蝕性能的參數(shù)。其中[NPSH]不需要換算，故目前多使用[NPSH]。在火力發(fā)電廠中,凝結(jié)水泵和給水泵吸入容器液面壓強(qiáng)均為相應(yīng)溫度下的汽化壓強(qiáng)，即：則：故：凝結(jié)水泵和給水泵均應(yīng)采用倒灌方式安裝。第三節(jié)汽蝕余量抗汽蝕性能由泵本身的汽蝕性能和吸入裝置的特性共同決定。

NPSHa>NPSHr

不汽蝕

NPSHa<NPSHr

汽蝕因此，可從以下兩個方面考慮：

1、降低NPSHr：提高泵本身的抗汽蝕性能2、提高NPSHa：提高吸入系統(tǒng)裝置的抗汽蝕性能第五節(jié)提高泵抗汽蝕性能的措施減小吸入管流動損失適當(dāng)增大吸入管直徑，減少管道附件，盡量縮短管長合理安排安裝高度采用雙重翼葉輪采用超汽蝕泵設(shè)置前置泵第五節(jié)提高泵抗汽蝕性能的措施降低葉輪入口流速增加葉輪入口直徑、增加葉輪入口寬度雙吸葉輪增加前蓋板轉(zhuǎn)彎處曲率半徑

進(jìn)口邊適