第四章 泵的汽蝕(1)

1、泵與風(fēng)機(jī)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(yè)頁(yè)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(duì)泵工作的影響氣蝕現(xiàn)象及其對(duì)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(zhuǎn)速汽蝕相似定律及汽蝕比轉(zhuǎn)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(yè)頁(yè)第一節(jié)第一節(jié) 氣蝕現(xiàn)象及其對(duì)泵工作的影響氣蝕現(xiàn)象及其對(duì)泵工作的影響汽泡形成汽泡形成發(fā)展發(fā)展?jié)鐫邕^(guò)流壁面破壞。過(guò)流壁面破壞。機(jī)械侵蝕機(jī)械侵

2、蝕化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕內(nèi)向爆炸性冷凝沖擊，微細(xì)射流內(nèi)向爆炸性冷凝沖擊，微細(xì)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(jié)熱凝結(jié)熱腐蝕性破壞腐蝕性破壞點(diǎn)蝕點(diǎn)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(yè)頁(yè)二、對(duì)泵運(yùn)行的危害二、對(duì)泵運(yùn)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(yùn)行性能：斷裂工況（汽泡堵塞流道）；潛、影響泵的運(yùn)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(chǎn)生噪聲和振、產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)：若振動(dòng)產(chǎn)生

3、汽泡，動(dòng)：若振動(dòng)產(chǎn)生汽泡，汽蝕產(chǎn)生振動(dòng)汽蝕產(chǎn)生振動(dòng)互相互相激勵(lì)激勵(lì)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(yè)頁(yè)泵吸入口真空計(jì)或壓強(qiáng)計(jì)泵吸入口真空計(jì)或壓強(qiáng)計(jì)吸水池液面吸水池液面e-e圖圖4-3 ns=70的單級(jí)離心泵發(fā)的單級(jí)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(jí)離心泵，幾何安裝高度增加時(shí)，斷裂工況偏向流量小的方向，的單級(jí)離心泵，幾何安裝高度增加時(shí)，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(yè)頁(yè)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(yè)頁(yè)2022-7-7第四章第四章 泵的氣蝕泵的氣蝕第第9 9頁(yè)頁(yè)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(yè)頁(yè)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(yè)頁(yè)2 2、幾何安裝高度的計(jì)算、幾何安裝高度的計(jì)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(shí)在介紹汽蝕余量時(shí)要用到此關(guān)系式要用到此關(guān)系式吸水池液面為大氣壓吸水池液面為大氣壓pabm 時(shí)，令時(shí)，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(yè)頁(yè) 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(gè)一個(gè)安全量安全量K, 作為作為而載入泵的產(chǎn)品樣本中，并用而載入泵的產(chǎn)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(yè)頁(yè)2、 Hg與Hs的關(guān)系v 用允許吸上真空高度計(jì)算允許幾何安裝高度：用允許吸上真空高度計(jì)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(yīng)應(yīng)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(yīng)該盡量）為了提高泵允許的幾何安裝高度，應(yīng)該盡量減小速度水減小速度水頭頭和和吸入管路的流動(dòng)損失吸入管路的流動(dòng)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(yīng)盡可能的短，并盡量減少入彎頭

7、等吸入管路：吸入管段應(yīng)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(yè)頁(yè) （1）Hs (qV)。確定確定Hg 時(shí)，必須以泵在時(shí)，必須以泵在運(yùn)行中運(yùn)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(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)的的Hs 為準(zhǔn)。為準(zhǔn)。s2ssgg2hHH （4-4）在計(jì)算在計(jì)算Hg 中必須注意以下三點(diǎn)：中必須注意以下三點(diǎn)： （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(yàn)得出的。當(dāng)下由試驗(yàn)得出的。當(dāng)使用條件變化使用條件變化時(shí)，時(shí)，應(yīng)對(duì)應(yīng)對(duì)樣本的樣本的Hs 值進(jìn)值進(jìn)

8、行修正行修正。（4-5）24.033.10gssVappHH大氣壓頭飽和蒸汽壓頭標(biāo)準(zhǔn)條件2022-7-7第四章第四章 泵的氣蝕泵的氣蝕第第1515頁(yè)頁(yè)【例例1】 在海拔500m某地安裝一臺(tái)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(nèi)徑 d=250mm, 設(shè)吸入管路總損失hs=0.878m. 求Hg應(yīng)為多少？ 【解解】 由表4-1查得海拔500m力時(shí)大氣壓強(qiáng) pa= 9.51104Pa，由4-2查得水溫為 t =30時(shí)的飽和蒸汽壓強(qiáng) 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(yè)頁(yè)又因?yàn)椋核?，泵的幾何安裝高度應(yīng)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(yè)頁(yè) 泵的幾何安裝高度與吸上真空高度的確定問(wèn)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(wèn)題只是影響泵工作性能的一個(gè)重要因素。那么，工作性能的一個(gè)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(yè)頁(yè) 泵內(nèi)流體汽蝕現(xiàn)象理論：液體汽化壓強(qiáng)泵內(nèi)流體汽蝕現(xiàn)象理論：液體汽化壓強(qiáng)（pV）為初生汽蝕的臨界壓強(qiáng)。為初生汽蝕的臨界壓強(qiáng)。當(dāng)泵內(nèi)剛發(fā)生汽蝕時(shí)，必有：當(dāng)泵內(nèi)剛發(fā)生汽蝕時(shí)，必有：即，即，Net Positive Suction Head的縮寫(xiě)，的縮寫(xiě)， 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(qiáng)的的富泵吸入口液流的總能頭高于汽化壓強(qiáng)的的富余能頭余能頭，以符號(hào)，以符號(hào) 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(zhǔn)，即，位能以中心線為基準(zhǔn)，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(yè)頁(yè) NPSHa=f ， ，而與泵的結(jié)，而與泵的結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，故又稱為構(gòu)無(wú)關(guān)，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(dāng)故當(dāng)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(yè)頁(yè) 應(yīng)注意的是：應(yīng)注意的是：Hg 值的正、負(fù)值的正、負(fù)以吸入池液面為基準(zhǔn)，當(dāng)以吸入池液面為基準(zhǔn)，當(dāng)泵軸高于吸水液面時(shí)為正泵軸高于吸水液面時(shí)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(jié)水泵凝結(jié)水泵和給水泵吸入容器液面壓強(qiáng)均為和給水泵吸入容器液面壓強(qiáng)均為相應(yīng)溫度下的汽化壓強(qiáng)，則下式相應(yīng)溫度下的汽化壓強(qiáng)，則下式 即，即，。可改寫(xiě)為：可改寫(xiě)為：NPSHa=Hghs0（4-9）只有：只有：Hg =Hd 0，才有可能使才有可能使 N