第四章 泵的汽蝕(1)

1、泵與風機主講人：張春梅第四章第四章 泵的汽蝕泵的汽蝕 2022-7-7第四章第四章 泵的氣蝕泵的氣蝕第第3 3頁頁第二節(jié)第二節(jié) 吸上真空高度吸上真空高度第四章第四章 泵的汽蝕泵的汽蝕 第一節(jié)第一節(jié) 氣蝕現(xiàn)象及其對泵工作的影響氣蝕現(xiàn)象及其對泵工作的影響第三節(jié)第三節(jié) 汽蝕余量汽蝕余量第四節(jié)第四節(jié) 汽蝕相似定律及汽蝕比轉速汽蝕相似定律及汽蝕比轉速第五節(jié)第五節(jié) 提高泵抗汽蝕性能的措施提高泵抗汽蝕性能的措施2022-7-7第四章第四章 泵的氣蝕泵的氣蝕第第4 4頁頁第一節(jié)第一節(jié) 氣蝕現(xiàn)象及其對泵工作的影響氣蝕現(xiàn)象及其對泵工作的影響汽泡形成汽泡形成發(fā)展發(fā)展?jié)鐫邕^流壁面破壞。過流壁面破壞。機械侵蝕機械侵

2、蝕化學腐蝕化學腐蝕內向爆炸性冷凝沖擊，微細射流內向爆炸性冷凝沖擊，微細射流疲勞破壞疲勞破壞汽泡潰滅汽泡潰滅活性氣體活性氣體凝結熱凝結熱腐蝕性破壞腐蝕性破壞點蝕點蝕蜂窩狀汽蝕。蜂窩狀汽蝕。2022-7-7第四章第四章 泵的氣蝕泵的氣蝕第第5 5頁頁二、對泵運行的危害二、對泵運行的危害 1、縮短泵的使用壽命：粗糙多孔、縮短泵的使用壽命：粗糙多孔顯微顯微裂紋裂紋蜂窩狀或海綿狀侵蝕蜂窩狀或海綿狀侵蝕呈空洞。呈空洞。 3、影響泵的運行性能：斷裂工況（汽泡堵塞流道）；潛、影響泵的運行性能：斷裂工況（汽泡堵塞流道）；潛伏性汽蝕（易被忽視）。伏性汽蝕（易被忽視）。 2、產生噪聲和振、產生噪聲和振動：若振動產生

3、汽泡，動：若振動產生汽泡，汽蝕產生振動汽蝕產生振動互相互相激勵激勵汽蝕共振。汽蝕共振。2022-7-7第四章第四章 泵的氣蝕泵的氣蝕第第6 6頁頁泵吸入口真空計或壓強計泵吸入口真空計或壓強計吸水池液面吸水池液面e-e圖圖4-3 ns=70的單級離心泵發(fā)的單級離心泵發(fā)生氣蝕的性能曲線生氣蝕的性能曲線ns=70的單級離心泵，幾何安裝高度增加時，斷裂工況偏向流量小的方向，的單級離心泵，幾何安裝高度增加時，斷裂工況偏向流量小的方向，泵使用范圍變窄。泵使用范圍變窄。三、泵性能下降的影響因素三、泵性能下降的影響因素2022-7-7第四章第四章 泵的氣蝕泵的氣蝕第第7 7頁頁三、泵性能下降的影響因素三、泵性

4、能下降的影響因素2022-7-7第四章第四章 泵的氣蝕泵的氣蝕第第8 8頁頁2022-7-7第四章第四章 泵的氣蝕泵的氣蝕第第9 9頁頁原因分析：原因分析：2022-7-7第四章第四章 泵的氣蝕泵的氣蝕第第1010頁頁一、幾何安裝高度第二節(jié)第二節(jié) 吸上真空高度吸上真空高度 Hs圖圖4-6 4-6 臥式離心泵的幾何安裝高度臥式離心泵的幾何安裝高度圖圖4-7 4-7 立式離心泵的幾何安裝高度立式離心泵的幾何安裝高度1、幾何安裝高度的定義2022-7-7第四章第四章 泵的氣蝕泵的氣蝕第第1111頁頁2 2、幾何安裝高度的計算、幾何安裝高度的計算s2ssgeg2g0g0hpHp吸水池液面吸水池液面e-

5、e及泵入口斷面及泵入口斷面s-s之間的之間的有：有：在介紹汽蝕余量時在介紹汽蝕余量時要用到此關系式要用到此關系式吸水池液面為大氣壓吸水池液面為大氣壓pabm 時，令時，令ggsppHabms稱為吸上真空稱為吸上真空高度，則上式變?yōu)椋焊叨?，則上式變?yōu)椋簊2ssgg2hHH（4-3b）（4-2）一、幾何安裝高度2022-7-7第四章第四章 泵的氣蝕泵的氣蝕第第1212頁頁 為了保證為了保證泵不發(fā)生汽蝕泵不發(fā)生汽蝕，把，把Hsmax減去減去一個一個安全量安全量K, 作為作為而載入泵的產品樣本中，并用而載入泵的產品樣本中，并用Hs表示。表示。二、允許吸上真空高度1、概念、概念Hsmax值由制造廠值由制

6、造廠。2022-7-7第四章第四章 泵的氣蝕泵的氣蝕第第1313頁頁2、 Hg與Hs的關系v 用允許吸上真空高度計算允許幾何安裝高度：用允許吸上真空高度計算允許幾何安裝高度：s2ssgg2hHH（4-4）（1 1）一般情況下，）一般情況下，HgHg 應應低于低于樣本中給出的樣本中給出的HsHs；（2 2）為了提高泵允許的幾何安裝高度，應該盡量）為了提高泵允許的幾何安裝高度，應該盡量減小速度水減小速度水頭頭和和吸入管路的流動損失吸入管路的流動損失。 為了減小速度水頭，在同一流量下，可以選用直徑稍大的為了減小速度水頭，在同一流量下，可以選用直徑稍大的吸入管路：吸入管段應盡可能的短，并盡量減少入彎頭

7、等吸入管路：吸入管段應盡可能的短，并盡量減少入彎頭等增加局部損失的管路附件。增加局部損失的管路附件。2022-7-7第四章第四章 泵的氣蝕泵的氣蝕第第1414頁頁 （1）Hs (qV)。確定確定Hg 時，必須以泵在時，必須以泵在運行中運行中可能可能出現(xiàn)的出現(xiàn)的最大流量最大流量所所對應對應的的Hs 為準。為準。s2ssgg2hHH （4-4）在計算在計算Hg 中必須注意以下三點：中必須注意以下三點： （2） Hs值是泵制造廠在值是泵制造廠在 pa=10.13104 Pa，t =20 的的清清水水下由試驗得出的。當下由試驗得出的。當使用條件變化使用條件變化時，時，應對應對樣本的樣本的Hs 值進值進

8、行修正行修正。（4-5）24.033.10gssVappHH大氣壓頭飽和蒸汽壓頭標準條件2022-7-7第四章第四章 泵的氣蝕泵的氣蝕第第1515頁頁【例例1】 在海拔500m某地安裝一臺水泵，其輸水量qV=135L/s，輸送水溫 t =30，該泵樣本上提供的允許吸上真空高度Hs =5.5m.吸水管內徑 d=250mm, 設吸入管路總損失hs=0.878m. 求Hg應為多少？ 【解解】 由表4-1查得海拔500m力時大氣壓強 pa= 9.51104Pa，由4-2查得水溫為 t =30時的飽和蒸汽壓強 pV =4246.0Pa。查表得30水的密度 =995.6/m3。由式（4-5）得修正后的吸上

9、真空高度為：24. 033.10gssVappHH)m(67. 424. 033.10806. 96 .9950 .42461051. 95 . 542022-7-7第四章第四章 泵的氣蝕泵的氣蝕第第1616頁頁又因為：所以，泵的幾何安裝高度應為：) s/m(752. 2 . 225. 014. 31013544232sdqAqVV)m(385.0806.92752.2g222s)m(41. 3878. 0385. 067. 4g2s2ssgghHHH2022-7-7第四章第四章 泵的氣蝕泵的氣蝕第第1717頁頁 泵的幾何安裝高度與吸上真空高度的確定問題只是影響泵泵的幾何安裝高度與吸上真空高度

10、的確定問題只是影響泵工作性能的一個重要因素。那么，工作性能的一個重要因素。那么，第三節(jié) 氣蝕余量2022-7-7第四章第四章 泵的氣蝕泵的氣蝕第第1818頁頁 泵內流體汽蝕現(xiàn)象理論：液體汽化壓強泵內流體汽蝕現(xiàn)象理論：液體汽化壓強（pV）為初生汽蝕的臨界壓強。為初生汽蝕的臨界壓強。當泵內剛發(fā)生汽蝕時，必有：當泵內剛發(fā)生汽蝕時，必有：即，即，Net Positive Suction Head的縮寫，的縮寫， 意為：凈正吸上能頭意為：凈正吸上能頭汽蝕余量：指汽蝕余量：指泵吸入口液流的總能頭高于汽化壓強的的富泵吸入口液流的總能頭高于汽化壓強的的富余能頭余能頭，以符號，以符號 NPSH 表示。汽蝕余量可

11、分為表示。汽蝕余量可分為和和。ps pK=pV 1、有效氣蝕余量定義g2ggg-ENPSH2sssaVVppp位能以中心線為基準，即，位能以中心線為基準，即，z=0（4-6）一、有效汽蝕余量一、有效汽蝕余量 s2022-7-7第四章第四章 泵的氣蝕泵的氣蝕第第1919頁頁 NPSHa=f ， ，而與泵的結，而與泵的結構無關，故又稱為構無關，故又稱為裝置汽蝕余量裝置汽蝕余量；NPSHa 。一一 、有效汽蝕余量、有效汽蝕余量 定義式：定義式：（4-6）將泵吸入管路能量方程式：將泵吸入管路能量方程式：s2ssgeg2g0g0hpHp代入上式得：代入上式得： g2ggNPSH2ssaVpp0gNPSH

12、sgeahHppV（4-7）2sVqh 故當故當qVNPSHa。而且由于而且由于2022-7-7第四章第四章 泵的氣蝕泵的氣蝕第第2020頁頁 應注意的是：應注意的是：Hg 值的正、負值的正、負以吸入池液面為基準，當以吸入池液面為基準，當泵軸高于吸水液面時為正泵軸高于吸水液面時為正。一、有效汽蝕余量一、有效汽蝕余量 0gNPSHsgeahHppV 在火力發(fā)電廠中在火力發(fā)電廠中, 凝結水泵凝結水泵和給水泵吸入容器液面壓強均為和給水泵吸入容器液面壓強均為相應溫度下的汽化壓強，則下式相應溫度下的汽化壓強，則下式 即，即，。可改寫為：可改寫為：NPSHa=Hghs0（4-9）只有：只有：Hg =Hd 0，才有可能使才有可能使 N