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1、,离心泵的汽蚀,一. 汽蚀定义,在下图中，离心泵由槽中向上吸液的推动力时储液罐上方液面与离心泵入口截面处的压强差（P0-P1 ）。当P0一定,若向上吸液高度HG愈高、流量愈大、吸入管路的各种阻力愈大，则P1愈小，（ P0-P1 ）值增加，但P1的下降是有限度的。当叶轮入口处压强下降至被送液体的工作温度下的饱和蒸汽压时，液体将会发生部分汽化，生成的气泡将随液体从低压区进入高压区，在高压区气泡会急剧收缩、凝结，使其周围的液体以极高的流速冲向原气泡所占的空间，产生高强度的冲击波，冲击叶轮和泵壳，发生噪音，并引起震 动。由于长时间受到冲击力 反复作用以及液体中微量溶 解的氧对金属的化学腐蚀作 用，叶轮
2、的局部表面出现斑 痕和裂纹，甚至呈海绵状损 坏，这种现象，称为汽蚀。,二.汽蚀危害,1、噪声和振动 汽蚀发生时，会出现噪声和振动。汽泡破裂和高速冲击会引起严重的噪声。由于其他来源的噪声已相当高，一般情况下，往往感觉不到汽蚀所产生的噪声。 汽蚀过程本身是一种反复凝结、冲击的过程，伴随很大的脉动力。如果这些脉动力的某一频率与设备的自然频率相等，就会引起强烈的振动。 2、材料破坏 汽蚀发生时，由于机械剥蚀与化学腐蚀的共同作用，致使材料受到破坏（下图）。,3、性能下降 汽蚀发展严重时，大量汽泡的存在会堵塞流道的截面，减少流体从叶轮获得的能量，导致扬程下降，效率也相应降低。 泵的性能曲线有明显的变化。这
3、种变化，对于不同比转数的泵情况不同。 为避免汽蚀现象的发生，叶轮入口处的绝压必须高于工作温度下液体的饱和蒸汽压，泵入口处的绝压应高一些。一般离心泵在出厂前都需通过实验，确定泵在一定流量与一定大气压强下汽蚀发生的条件，并规定一个反映泵的抗汽蚀能力的特性参数允许汽蚀余量。,三、汽蚀余量,对同一台泵，因吸入装置条件的改变，可能发生汽蚀。泵在运行中是否发生汽蚀和泵的吸入装置条件有关。 按照吸入装置条件所确定的汽蚀余量称为有效的汽蚀余量或称装置汽蚀余量。 相同使用条件下某台泵会发生汽蚀，另一种型号泵可能不发生汽蚀。泵在运行中是否发生汽蚀和泵本身的汽蚀性能也有关。 由泵本身的汽蚀性能所确定的汽蚀余量称为必
4、需汽蚀余量或泵的汽蚀余量。,表征泵汽蚀性能的一个参数，叫做汽蚀余量，用符号h表示。国 外一般叫做净正吸上水头，用NPSH（Net Positive Suction Head）表示。,h,有效汽蚀余量ha：按照吸入装置所确定的汽蚀余量 必需汽蚀余量hr：由泵本身的汽蚀性能所确定的汽蚀余量,1、有效汽蚀余量,有效汽蚀余量是指泵在吸入口处，单位重量液体所具有的超过汽化压力pv的富余能量。即液体所具有的避免泵发生汽化的能量。符号NPSHa，或ha 有效汽蚀余量由吸入系统的装置条件确定，与泵本身无关。,定义：,由伯努利方程得：,则有：,有效汽蚀余量是吸入容器中液面上的压力水头克服吸水管路装置中流动损失h
5、w，并把水提高到Hg高度后，所剩余的超过汽化压力水头的能量水头。,ha的大小仅于吸入系统装置情况有关，而与泵本身无关。即只要吸入系统装置确定，有效汽蚀余量ha就确定。,式中Hg是有正负的，图a情况为+Hg，b情况为 -Hg。,在图b情况下，且当吸入容器中的压力为汽化压力（电厂凝结水泵和给水泵都属该情况）时，即 pe=pv 。此时： ha= -Hg-hw,hr-必需汽蚀余量-泵为避免汽蚀所必需的汽蚀余量。 取决于泵进口部分的几何形状以及泵的转速和流量，反映了液体进泵后压力进一步降低的程度，而与泵的吸人条件及所吸液体的Pv值无关. hr越小，表明泵的汽蚀性能越好。hr随Q的增大而增大,因为Q增大时
6、，液体进泵后的压降也增加的缘故。 hr 用汽蚀试验来确定.在试验中逐步增大吸人真空度. hr和Hg都是由同样的汽蚀实验得出的用以表示泵吸人性能好坏的性能参数，性质一样。,2.必需汽蚀余量,四.比转数对汽蚀的影响,当nsl05时，因汽蚀所引起的扬程曲线的断裂工况，具有急剧陡降的形式；当ns=150350时，断裂工况比较缓和；当ns425时，在性能曲线上没有明显的汽蚀断裂点。 原因：在低比转数的离心泵中，由于叶片宽度小，流道窄且长，在发生汽蚀后，大量汽泡很快就布满流道，影响流体的正常流动，造成断流，致使扬程、效率急剧下降。 在比转数大的离心泵中，叶片宽度大，流道宽且短，因此汽泡发生后，并不立即布满
7、流道，因而对性能曲线上断裂工况点的影响就比较缓和。 在高比转数的轴流泵中，由于具有相当宽的流道，汽泡发生后，不可能布满流道，从而不会造成断流，所以在性能曲线上，当流量增加时，就不会出现断裂工况点。尽管如此，仍有潜伏汽蚀的存在，仍需防止。,五.几何安装高度的确定,取吸水池液面为基准面，列出水面ee和泵入口ss断面的伯努利方程式,因吸水池较大，ve 0，上式移项得：,如吸水池液面压力就是大气压力，pe=pamb，则：,卧式离心泵的几何 安装高度示意图,几何安装高度的确定Hs法,则有泵的几何安装高度：,由定义：,如果：,则有泵的允许几何安装高度：,如果液面压力就是大气压力，则：,六、提高泵抗汽蚀性能
8、的措施,提高泵本身得抗汽蚀性能，降低必需汽蚀余量 合理确定吸入装置，提高有效汽蚀余量 加强运行管理，使有效汽蚀余量大于必需汽蚀余量,1、降低必须汽蚀余量,（1）在设计时尽量改进叶轮入口处的几何形状 加大叶轮的进口直径和叶片进口边的宽度 将叶片进口边向吸入方向延伸，并作成扭曲形，采用扭曲叶片或双吸叶轮等 采用双吸式叶轮 增大叶轮前盖板转弯处的曲率半径 降低叶轮入口部分流速 在泵的进口加设诱导轮 （2）首级叶轮采用强度和硬度高、韧性和化学稳定性好的抗汽蚀材料来制造，以及提高通流部分表面的光洁度，也是提高泵抗汽蚀性能的有效措施。,2、提高有效汽蚀余量,（1）减少吸入管路流动损失 加大吸入管直径，减少
9、管路附件（弯头、阀门等），使吸入管长最短。 （2）合理确定几何安装高度，必要时采取倒灌,2、提高有效汽蚀余量,采用诱导轮 主叶轮前装诱导轮，使液体通过诱导轮升压后流入主叶轮，提高主叶轮的有效汽蚀余量，改善了泵的汽蚀性能。 诱导轮是一个类似轴流式的叶轮，螺旋形叶片，叶片安装角小，取l0120，叶片数仅23片，轮毂直径较小，因此流道宽而长。装设诱导轮之后，c值可达3000以上。 目前国内的凝结水泵一般都装有诱导轮。,采用双重翼叶轮 双重冀叶轮由前置叶轮和后置离心叶轮组成，前置叶轮有23个叶片、呈斜流形，与诱导轮相比，其主要优点是轴向尺寸小，结构简单，且不存在诱导轮与主叶轮配合不好，而导致效率下降的
10、问题。双重冀离心泵不会降低泵的性能，却使泵的抗汽蚀性能大为改善。,设置前置泵 随着单机容量的提高，锅炉给水泵的水温和转速也随之增加，则要求泵入口有更大的有效汽蚀余量。为此，除氧器的倒灌高度随之增加。而除氧器装置高度过高，不仅造成安装上的许多困难，同时也不经济。 目前国内外对大容量的锅炉给水泵，广泛采用在给水泵前装置低速前置泵，使给水经前置泵升压后再进入给水泵，从而提高了泵的有效汽蚀余量，改善了给水泵的汽蚀性能；同时除氧器的安装高度也大为降低。这是防止给水泵产生汽蚀、简单而又可靠的一种方法。 前置泵本身采用大汽蚀比转数、低速、首级叶轮双吸等防止汽蚀。,3、运行管理方面,泵入口阀门全部打开，并禁止关小操作。 泵不允许超过额定转速运行。 限制机组降负荷速度，防止除氧器压力骤降后，由于给水温度下降缓慢，不能及时跟踪压力变化造成给水处于过饱和状态。,请 多 指 教!,