第四章泵的汽蝕ppt課件

1、 第一節(jié) 汽蝕現(xiàn)象及其對(duì)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H 第四節(jié) 汽蝕相似定律及汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù) 第五節(jié) 提高泵抗汽蝕性能的措施第一節(jié) 汽蝕現(xiàn)象及其對(duì)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H第四節(jié) 汽蝕相似定律及汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)第五節(jié) 提高泵抗汽蝕性能的措施一、汽蝕現(xiàn)象及機(jī)理 液體的汽化：是液體在恒壓下加熱，或在恒溫下降低其周?chē)h(huán)境壓力，從液相向氣相轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象。 沸騰：任一液體在恒定壓力下加熱，當(dāng)高于某一溫度時(shí)，液體開(kāi)始汽化，形成氣泡的現(xiàn)象。 空化：由于壓力的變化而導(dǎo)致的液流內(nèi)空泡的產(chǎn)生、發(fā)展和潰滅過(guò)程以及由此而產(chǎn)生的一系列物理和化學(xué)變化。 空蝕：是由于空化現(xiàn)象而導(dǎo)

2、致的破壞性的后果，且只發(fā)生在固體邊界上。 汽蝕汽蝕汽蝕類(lèi)型一：葉型汽蝕汽蝕類(lèi)型一：葉型汽蝕汽蝕類(lèi)型二：間隙汽蝕汽蝕類(lèi)型二：間隙汽蝕汽蝕類(lèi)型三：渦帶汽蝕汽蝕類(lèi)型三：渦帶汽蝕空泡潰滅的機(jī)械作用空泡潰滅的熱力學(xué)作用氧化腐蝕）空泡潰滅的電化學(xué)作用熱電效應(yīng)，電化腐蝕）壓力波模式微射流模式汽蝕機(jī)理汽蝕機(jī)理是個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題，有以下幾種觀(guān)點(diǎn)：氣泡核聚變氣泡核聚變 壓力：1001000MPa頻率：10000/s射流模式射流模式 空化過(guò)程中，空泡急速產(chǎn)生、擴(kuò)張和潰滅，在液體中形成激波或高速微射流。金屬材料受到?jīng)_擊后，表面晶體結(jié)構(gòu)被扭曲，出現(xiàn)化學(xué)不穩(wěn)定性，使鄰近晶粒具有不同的電勢(shì)，從而加速電化學(xué)腐蝕過(guò)程。 目前比

3、較一致的看法是：空泡的機(jī)械作用是造成汽蝕的主要原因。此外，汽化是一種只在液體介質(zhì)中才會(huì)發(fā)生的現(xiàn)象。二、汽蝕對(duì)泵工作的影響 1 過(guò)流部件表面破壞 2 引起噪音與振動(dòng) 3 泵的能量性能的下降 （1當(dāng)ns425時(shí)，在Q-H性能曲線(xiàn)沒(méi)有明顯的斷裂點(diǎn)。ns=150 雙吸離心泵ns=690 軸流泵o ns值越小，汽蝕對(duì)泵能量性能的影響越明顯。o 在低比轉(zhuǎn)數(shù)的離心泵中，由于葉片寬度小，流道狹而長(zhǎng)，在發(fā)生汽蝕后，大量空泡很快布滿(mǎn)流道，堵塞流道造成斷流，致使揚(yáng)程、效率急劇下降。o 安裝高程越高，影響越大。o 轉(zhuǎn)速越高，影響越大？第一節(jié) 汽蝕現(xiàn)象及其對(duì)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H第四節(jié)

4、汽蝕相似定律及汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)第五節(jié) 提高泵抗汽蝕性能的措施o 產(chǎn)生汽蝕的必要條件是：泵內(nèi)局部壓力低于液體的飽和汽化壓力；o 泵體內(nèi)最低壓力通常發(fā)生在葉輪入口處；o 影響泵入口壓力的一個(gè)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水泵若安裝在高于水面的地方，那它如何實(shí)現(xiàn)把水從低處抽到高處？如何確定水泵的幾何安裝高度？?jī)蓚€(gè)思考題o取吸水池液面為基準(zhǔn)面，列出水面e-e和泵入口s-s斷面的伯努利方程式：o可認(rèn)為 ，上式移項(xiàng)后得2222eessgwpvpvHhgggg0ev 2()2essgwppvHhggg2()2asswppvhgggo 吸上真空高度，即o 最大吸上真空高度o （臨

5、界吸上真空高度）o 允許吸上真空高度o 允許幾何安裝高度assppHgg,maxsH斷裂工況,max0.3ssHHm22sgswvHHhg2()2assgwppvHhggg 由 與 之間的關(guān)系，可得如下結(jié)論：（1允許幾何安裝高度 應(yīng)低于允許吸上真空高度 。（2為了提高泵的允許幾何安裝高度，應(yīng)該盡量減小泵入口速度與管道損失。 此外，由于泵樣本中的 值是在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、水溫為20C下的數(shù)值，若使用條件與此不同，則應(yīng)按下式換算：sHgHgHsH 10.330.24ssambVHHHHsH第一節(jié) 汽蝕現(xiàn)象及其對(duì)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H第四節(jié) 汽蝕相似定律及汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)第五

6、節(jié) 提高泵抗汽蝕性能的措施另一表示泵汽蝕性能的參數(shù)，汽蝕余量有效汽蝕余量必需汽蝕余量與裝置條件有關(guān)僅與泵本身特性有關(guān)ahaNPSHrhrNPSHh泵段 泵裝置 泵站262730進(jìn)水渠進(jìn)水渠前池進(jìn)水池檢修間中控室泵房出水管出水池出水箱涵江都泵站江都泵站一、有效汽蝕余量 是指泵在吸入口處，單位重量液體所具有的超過(guò)汽化壓力飽和蒸汽壓力的富余能量，一般表示為： 由 ，上式亦可表示為：2()2ssvapvphggg()evagwpphHhgg22essgwppvHhggg由上式可得以下結(jié)論：（1其他不變，當(dāng)流量增加時(shí)，由于流動(dòng)損失 與流量的平方成正比增加，使 減小，發(fā)生汽蝕的可能性增加。（2在非飽和容器

7、中，液體溫度越高，對(duì)應(yīng)的汽化壓力 越大， 越小，越易發(fā)生汽蝕。ahah()evagwpphHhggwhvp二、必需汽蝕余量 是指液體在泵吸入口的能頭對(duì)壓力最低點(diǎn) k 處?kù)o壓能頭的富余能頭，用于表述液體從泵吸入口至葉片進(jìn)口邊壓力最低點(diǎn)k處的壓力降。2()2sskrpvphggg 影響泵入口到k點(diǎn)的壓力有以下幾個(gè)因素：（1由于速度大小及方向變化所產(chǎn)生的流動(dòng)損失 ;（2液體繞流葉片翼形，流動(dòng)方向急劇變化，流速加大，液體壓力降低;（3吸入管一般為收縮形，過(guò)流面積的減小，導(dǎo)致流速加大，壓力下降。 ()w s kh 根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)伯努利方程，必需汽蝕余量又可表示為壓降系數(shù)，取0.20.322001222rv

8、whgg壓降系數(shù)，取11.2汽蝕基本方程汽蝕基本方程三、有效汽蝕余量 與必需汽蝕余量 的關(guān)系ahrh1 有效汽蝕余量隨流量的增加而下降；2 必需汽蝕余量隨流量的增加而上升；3臨界汽蝕余量4泵不發(fā)生汽蝕的條件為5 允許汽蝕余量rahh chhK K為安全量，一般取0.30.5mch四、汽蝕余量四、汽蝕余量 與吸上真空高度與吸上真空高度 的關(guān)系的關(guān)系hsH2()2ssvapvphgggassppHgg22avssappvHhggg22avssppvHhggg 吸上真空高度吸上真空高度允許吸上真空高度允許吸上真空高度四、汽蝕余量四、汽蝕余量 與幾何安裝高度與幾何安裝高度 的關(guān)系的關(guān)系hgH()eva

9、gwpphHhgg允許幾何安裝高度允許幾何安裝高度evgwppHhhgg 倒灌高度倒灌高度Hg第一節(jié) 汽蝕現(xiàn)象及其對(duì)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H第四節(jié) 汽蝕相似定律及汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)第五節(jié) 提高泵抗汽蝕性能的措施一、汽蝕相似定律 由前面可知，汽蝕基本方程為 若幾何相似的泵，在工況相似、運(yùn)動(dòng)相似時(shí)，壓降系數(shù)及相應(yīng)的速度比值相等，那么22001222rvwhgg222001122220011()()()rppppprmmmmmhvwuD nhvwuD n 汽蝕相似定律指出：進(jìn)口幾何尺寸相似的泵，在相似工況運(yùn)行時(shí)，原模型泵必需汽蝕余量之比等于原模型葉輪進(jìn)口幾何尺寸的平方比和轉(zhuǎn)速的

10、平方比的乘積。 對(duì)同一臺(tái)泵，由于 則有 即當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速提高后，必需汽蝕余量成平方增加，泵的抗汽蝕性能大為惡化。2()rpprmmhnhn11pmDD二、汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)：汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)是一個(gè)表征泵的性能參數(shù)及汽蝕性能參數(shù)在內(nèi)的綜合相似特征數(shù)，用符號(hào)c表示。311vpppvmmmqnDqnD211rppprmmmhD nhD n36611rppprmmmhnDhnD 22611vpppvmmmqnDqnD 342rppvprmmvmhnqhnq 424233pvpmvmrprmn qn qhh泵的流量相似定律泵的汽蝕相似定律 吸入比轉(zhuǎn)數(shù) 汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù) 由上兩式表明：必需汽蝕余量小，汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)大，則泵的汽蝕性能

11、好。 此外，也常用無(wú)因次汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù) 與托馬汽蝕系數(shù) 等參數(shù)表征泵的汽蝕性能。3/4vrn qsh3/45.62vrn qch國(guó)外常用國(guó)內(nèi)常用sK424233pvpmvmrprmn qn qhh汽蝕比轉(zhuǎn)速公式的幾點(diǎn)說(shuō)明：（1用最高效率點(diǎn)的參數(shù)計(jì)算；（2僅要求入口幾何相似，相似工況運(yùn)行（3公式中的流量是以單吸為準(zhǔn)；（4汽蝕比轉(zhuǎn)速、吸入比轉(zhuǎn)速、無(wú)因次汽蝕比轉(zhuǎn)速三者物理意義相同。3/45.62vrn qch第一節(jié) 汽蝕現(xiàn)象及其對(duì)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H第四節(jié) 汽蝕相似定律及汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)第五節(jié) 提高泵抗汽蝕性能的措施一、提高泵本身的抗汽蝕性能，減小 值。 （1降低葉輪入口部分流速 a 適當(dāng)增大葉輪入口直徑D0； b 增大葉片入口寬度b1; c 以上同時(shí)采用； （2采用雙吸式葉輪； 因此，對(duì)于汽蝕比轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速與流量相同的兩臺(tái)泵，雙吸式葉輪的必需汽蝕余量是單吸葉輪的63。幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)的改變須以不影響效率為限。rh3/43/4/25.625.62vvrrn qn qcNPSHNPSH