泵的汽蝕報告)

1、泵的汽蝕泵的汽蝕Contents汽汽蝕現(xiàn)蝕現(xiàn)象及危害象及危害汽汽蝕蝕余量余量汽汽蝕類蝕類型型防止汽防止汽蝕蝕的措施的措施1234液體在從泵吸人口流到葉片進口前，會因流速增加和流阻損失而壓力進一步下降當Q小于設計Q時，液流在進口撞擊葉片正面，最低壓力在葉片進口處靠近前蓋板的葉片背面上. 如圖K2處。泵Q超過設計Q時，液流撞擊葉片背面，最低壓力部位在葉片進口靠近前蓋板的葉片正面上，如圖K1處汽蝕現(xiàn)象汽蝕現(xiàn)象氣體產(chǎn)生氣體產(chǎn)生如液體如液體P降低到降低到Pv或更低或更低時，液體會汽化產(chǎn)生汽泡，時，液體會汽化產(chǎn)生汽泡，還有原來溶于液體現(xiàn)因還有原來溶于液體現(xiàn)因P降低而逸出的氣體。降低而逸出的氣體。氣泡破滅氣

2、泡破滅流到高壓區(qū)，迅速凝結，氣流到高壓區(qū)，迅速凝結，氣體重新溶人液體，造成局部體重新溶人液體，造成局部真空，四周液體質(zhì)點以極大真空，四周液體質(zhì)點以極大速度沖來，互相撞擊，產(chǎn)生速度沖來，互相撞擊，產(chǎn)生局部高達幾十局部高達幾十MPa的壓力的壓力由于氣泡產(chǎn)生和凝結造成局部高溫、高壓、高頻的沖擊負荷，由于氣泡產(chǎn)生和凝結造成局部高溫、高壓、高頻的沖擊負荷，對液道造成機械剝裂和電化學腐蝕破壞的現(xiàn)象稱為對液道造成機械剝裂和電化學腐蝕破壞的現(xiàn)象稱為汽蝕汽蝕低壓區(qū)低壓區(qū)產(chǎn)生氣泡產(chǎn)生氣泡高壓區(qū)高壓區(qū)氣泡破裂氣泡破裂產(chǎn)生局部真空產(chǎn)生局部真空水水力沖擊力沖擊發(fā)生振動、噪音，對發(fā)生振動、噪音，對部件產(chǎn)生麻點、蜂窩狀的破

3、壞部件產(chǎn)生麻點、蜂窩狀的破壞現(xiàn)象?，F(xiàn)象。汽蝕過程汽蝕過程電電化化學學腐腐蝕蝕高壓水擊高壓水擊氣氣泡凝泡凝結結液體汽化液體汽化 汽蝕主要發(fā)生在葉輪外緣葉片及蓋板、渦殼或導輪處，并產(chǎn)生麻點和蜂窩狀的破壞，不會發(fā)生在葉片進口處汽蝕危害汽蝕危害高高溫溫、高、高壓壓、高、高頻頻沖沖擊負擊負荷及荷及電電化化學學腐腐蝕蝕作用作用泵泵汽汽蝕蝕余量余量有效汽蝕余量：是有效汽蝕余量：是指液體自吸入液面指液體自吸入液面到泵的入口法蘭處，到泵的入口法蘭處，單位重量液體所具單位重量液體所具有的能量比汽蝕時有的能量比汽蝕時液體的靜壓能所高液體的靜壓能所高出的那部分能量，出的那部分能量，用用NPSHa表示表示必須汽蝕余量：

4、是必須汽蝕余量：是指泵入口法蘭處單指泵入口法蘭處單位重量液流到達葉位重量液流到達葉輪內(nèi)部壓力最低點輪內(nèi)部壓力最低點K處的靜壓能的降處的靜壓能的降低值，用低值，用NPSHr表表示示二、汽蝕余量二、汽蝕余量ZAspAKs離心泵的安裝高度離心泵的安裝高度AsAsAAhzgcgpgczgpfssA2222在在A A與與s s之間列柏努利方程得：之間列柏努利方程得：sAAsAhZgcgpgpfss22整理后有整理后有其中：其中：0AAsAsc ,zzZ有效汽蝕余量有效汽蝕余量NPSHa式中：Cs、ps 泵葉輪吸口處液體流速和此處壓力。 ZAs 泵吸入高度（即泵安裝高度）。 hf(A-s) 泵吸入管內(nèi)流動

5、阻力損失。上式可寫為：avssAAsvAZPSHgcgpphZgpp22sfsAAsAhZgcgpgpfss22gcgpphZgppZPSHvssAAsvAa22sf式中 PA 吸入液面此處壓力。 ZAs 泵吸入高度（即泵安裝高度）。 hf(A-s) 泵吸入管內(nèi)流動阻力損失。NPSHa 稱為有效汽蝕余量 有效汽蝕余量的意義： 標志泵抗汽蝕性能的好壞，它與吸入管特性和液體的汽化壓力有關；與泵本身無關。有效汽蝕余量越大，泵越有效汽蝕余量越大，泵越不容易發(fā)生汽蝕。不容易發(fā)生汽蝕。必需的汽蝕余量必需的汽蝕余量NPSHrNPSHr：是指泵為了避免汽蝕所必需的汽蝕余量。取決于泵進口部分的幾何形狀、轉速和流

6、量，反映液體進泵后壓力進一步降低的程度，與吸入條件及所吸液體的pv值無關,是泵的特性參數(shù)，一般由泵廠用一般由泵廠用20的清水在額定流量下的清水在額定流量下根據(jù)試驗確定泵必需的汽蝕余量根據(jù)試驗確定泵必需的汽蝕余量。gwgcZPSHr22202201式中：c0 、w0 液流進入液道前的絕對速度、相對速度。 1 液流自泵吸入法蘭面到泵葉輪葉道之間由絕對速度及流動損失引起的壓降系數(shù)，一般取1.01.3。 2 液流繞流葉片的壓降系數(shù)，無沖擊損失時取0.20.4。 NPSHrNPSHr越小，越小，泵泵的汽的汽蝕蝕性能越好性能越好。泵汽蝕判斷：NPSHaNPSHr 不發(fā)生汽蝕NPSHa=NPSHr 開始發(fā)生

7、汽蝕NPSHaNPSHr 嚴重汽蝕一般而言，當NPSHa=NPSHr 開始發(fā)生汽蝕。在實際應用中為了安全起見，通常采用許用汽蝕余量NPSH作為汽蝕發(fā)生的判據(jù)，一般許用汽蝕余量的取值范圍為：許用汽蝕余量：NPSH=（1.11.3）NPSHr安全系數(shù)：n=1.11.3離心泵不發(fā)生汽蝕的條件：離心泵不發(fā)生汽蝕的條件：NPSHaNPSH泵泵的安裝高度計計算前面導出公式：avssAAsvAZPSHgcgpphZgpp22sf安裝高度：AsgZH 則：sAavAAshZPSHgppZf許用安裝高度：sAvAghZPSHgppHfsArvAghZPSHgppHf討論：（1） NPSHr允許由實驗測定，不同型

8、號的泵其值不同，由廠家出廠前由實驗測定；測定條件為：液面壓力為標準大氣壓，流體為水，水溫20 ；（2）當進口管路無阻力，液面壓力為標準大氣壓，uA=0，不考慮飽和蒸汽壓影響時，zs=10.33m是泵安裝高度的極限；（3）當進口管路阻力增大時，允許安裝高度降低，故應盡可能減小吸入管路的阻力；如： * 吸入管路盡量短，少走彎路； * 進口管路直徑一般大于出口管路直徑； * 進口管路上避免不必要的管件，如泵裝于液面下可免裝止逆閥（并且啟動前不用灌泵），流量調(diào)節(jié)閥裝于出口管路； （4）實際生產(chǎn)過程中，管路的流量有可能發(fā)生變化，那么此時吸入管路的阻力也發(fā)生變化；若流量增大則允許安裝高度減小，所以為避免在

9、實際操作中由于流量的提高或其他參數(shù)（如液體溫度，液面壓力等）的變化而出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象，允許安裝高度按可能出現(xiàn)的最大流量計算并且實際安裝高度應低于允許安裝高度： 0150.HzgS（5）對油泵通常給出允許汽蝕余量，當實際操作條件與允許汽蝕余量測定條件不同時，應進行校正： 對于油品zs2 zs1 ，可見吸高越大， ha越小，斷裂工況越向小流量方向移動，不發(fā)生汽蝕的流量范圍越小。 ns不同的泵受汽蝕影響的情況不同，汽蝕特性曲線也有差異。 中、低ns的離心泵葉片流道比較窄長，發(fā)生汽蝕后汽泡很快就會布滿流道，使揚程、效率急劇下降，其特性曲線具有明顯的斷裂點 其中低ns的泵發(fā)生汽蝕后很快就會造成斷流，難以出現(xiàn)

10、穩(wěn)定汽蝕的工況 高ns的離心泵和混流泵或葉輪進口直徑大的高汽蝕性能離心泵，葉片間的流道短而寬，所以汽泡發(fā)生后不會迅即布滿流道，從而使特性曲線在達到斷裂點之前有較長的一段揚程和效率逐漸下降的部分NPSHaNPSHrH當有效氣蝕當有效氣蝕NPSHa降到低于必需氣蝕余量NPSHr時，產(chǎn)生噪音、振動、壓頭明顯降低，稱不穩(wěn)定氣蝕區(qū)。當有效氣蝕當有效氣蝕NPSHa進一步降低，噪音和振動并不強烈，壓頭和流量脈動消失，特性曲線呈一條下垂線，稱“斷裂工況”，也稱“穩(wěn)定氣蝕”。HQNPSHa3NPSHrHHQNPSHa2NPSHa1Z Zs3s3Z Zs2s2Z Zs1s1不同的吸高Zs（Zs3 Zs2 Zs1）

11、吸高Zs越大，有效氣蝕余量NPSHa越小，斷裂工況向小流量的方向移動泵，不發(fā)生氣蝕的流量范圍越小。有效氣蝕有效氣蝕NPSHa圖a圖b葉型汽蝕葉型汽蝕圖c四、防止汽蝕的措施四、防止汽蝕的措施兩種方法：改進泵的結構形式或尺寸。兩種方法：改進泵的結構形式或尺寸。 設計吸入管及吸入條件。設計吸入管及吸入條件。 （一）改進泵的結構形式或尺寸（一）改進泵的結構形式或尺寸 增大泵吸入口直徑及葉輪葉片入口寬度和結構。增大泵吸入口直徑及葉輪葉片入口寬度和結構。 采用前置誘導輪，提高葉輪進口處吸入壓力。采用前置誘導輪，提高葉輪進口處吸入壓力。 采用雙吸式葉輪，使進口截面增大，流速減小。采用雙吸式葉輪，使進口截面增大，流速減小。 合理設計葉片進口角度，減小流動損失。合理設計葉片進口角度，減小流動損失。 采用抗汽蝕的材料，如不銹鋼、稀土合金鑄鐵、采用抗汽蝕的材料，如不銹鋼、稀土合金鑄鐵、高鎳鉻合金等。高鎳鉻合金等。