4水力機(jī)械的空化與空蝕

1、4 水力機(jī)械的空化與空蝕4-1 汽蝕現(xiàn)象在某個(gè)溫度下， 壓力低到某一值時(shí)， 液體發(fā)生汽化， 此壓力稱為該溫度下的汽化壓力，一般用 pv葉柵空化數(shù)p1 pv壓力低到某一值時(shí)， 液體發(fā)生汽化， 此壓力稱為該溫度下的 pv 表示。液體流動(dòng)過程中，如果某一部位的壓力低于某一臨 該臨界壓力與水的汽化壓力接近） 時(shí)，溶解于水的氣體逸出，w1 相對流速在某個(gè)溫度下， 汽化壓力，一般用 界壓力（一般情況， 形成空泡（空穴），當(dāng)空泡隨水流運(yùn)動(dòng)到壓力較高的地方時(shí)，空泡迅速凝結(jié)而潰 滅。某溫度 T 下臨界壓力（ Pv 一般）空泡向高壓區(qū)移動(dòng)潰滅凝結(jié)破 壞（疲勞破壞，剝蝕、電化學(xué)）噪音，性能下降。4-2 汽蝕性能參數(shù)

2、 空化數(shù) K p pv4-2 汽蝕性能參數(shù) 空化數(shù)K 12 w2一、汽蝕余量 NPSH 在泵進(jìn)口（尾水管出口）所具有的高出汽化壓力的富裕（余）能頭，其大小 以換算到基準(zhǔn)面的水柱高表示、必須汽蝕余量 hr葉輪內(nèi)壓力最低點(diǎn)的壓力等于汽化壓力時(shí)，機(jī)器的汽蝕余量C0葉片進(jìn)口前（水輪機(jī)出口）液流的絕對速度W0相對速度2 流速分布不均系數(shù)。由試驗(yàn)得出，是泵的固有參數(shù)S-0 列能量方程：0-k 列相對運(yùn)動(dòng)伯努利方程：=+- pv 得：即： hapk pv當(dāng)初生空化（出現(xiàn)第一個(gè)空化空泡）時(shí) ha hr實(shí)際中一般認(rèn)為：hcrhr ，常取 hcrhrC、要求 hr ha臨界汽蝕余量 hcr ：效率下降 1%3%時(shí)

3、所對應(yīng)的 ha 三、有效汽蝕余量（裝置汽蝕余量）ha1、定義 它是裝置提供給泵（水輪機(jī)）的汽蝕余量2、表達(dá)式：列進(jìn)水池和水泵進(jìn)口（水輪機(jī)出口）3、hr與 ha 的關(guān)系a. hr 與裝置無關(guān)， ha與裝置有關(guān)b. hr 越小，抗汽蝕性能越好四、允許汽蝕余量 保證不發(fā)生汽蝕的最低汽蝕余量 實(shí)際中常用 hcr 代替 hr ： h hcr KK安全余量五、允許吸上真空高 Hs 1、定義：使之不發(fā)生氣蝕，泵進(jìn)口（水輪機(jī)出口）所允許的最大真空 度2、表達(dá)式 而進(jìn)口斷面的真空度為 代入上式 要不發(fā)生汽蝕 ha h當(dāng) ha h 時(shí)Hs有最大值 當(dāng)不是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)必須修正六、汽蝕系數(shù) 水力機(jī)械的汽蝕系數(shù)裝置空化系

4、數(shù) p(T homa)七、安裝高度的確定Hg 壓力最低點(diǎn)到進(jìn)水池面(水輪機(jī)下游水面)1) h 已知由有效汽蝕余量公式要求水泵不發(fā)生汽蝕對于水輪機(jī)： h K H ，安全系數(shù) K 1.05 2.2，比轉(zhuǎn)速愈高 K 的值越大， 或者p取 h () H ， hw 0 ， e 10.33 ， 電 站 水 溫 525 ，w 900pv0.0889 0.3299可以簡化為2)Hs已知 列進(jìn)水池面與泵進(jìn)口斷面 要求： H s H s八、汽蝕比轉(zhuǎn)速 汽蝕余量或吸上(吸出)真空度(高) ，只能說明某臺機(jī)器汽蝕性能的好壞， 而不能比較不同機(jī)器的汽蝕性能， 為此引進(jìn)包括設(shè)計(jì)參數(shù)在內(nèi)的綜合汽蝕性能相 似特征參數(shù)汽蝕比轉(zhuǎn)速 C。1、汽蝕相似律由必需汽蝕余量的定義 當(dāng)兩臺泵進(jìn)口，幾何相似，運(yùn)動(dòng)相似則有 幾何相似時(shí)，可以認(rèn)為由運(yùn)動(dòng)相似 對于同一臺泵，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時(shí) 2、汽蝕比轉(zhuǎn)速由Q1/2QM h3/4 hrM國外采用nQ1P/ 2nn P 3/ 4nMhrP3/4我國習(xí)慣上用泵：5.62n QChr3/4，103/4 5.62 ；水輪機(jī)3、說明：hr 大，則 C 小，抗汽蝕能差是設(shè)計(jì)工況下的參數(shù)計(jì)算而得有因次C 值的大小與揚(yáng)程無關(guān)5.62n Q Chr3 /4ns 3.13 nH 3Q/ 4H九、空化的防護(hù)措施 1、從流體機(jī)械本身著手 降低 c0 ， w0 c0 加