离心泵2-离心泵的汽蚀及抽空课件

第二节

离心泵的汽蚀及抽空一、离心泵汽蚀产生机理及其危害二、汽蚀余量与汽蚀判别式三、提高离心泵抗汽蚀性能的措施四、离心泵的抽空第二节离心泵的汽蚀及抽空一、离心泵汽蚀产生机理及其危害1一、产生汽蚀的机理及危害一、产生汽蚀的机理及危害21、汽蚀机理汽化：在一定温度和压力条件下，物质由液态变为气态。饱和蒸汽压：一定温度下，液体内部开始汽化时的临界压力，用pv表示。一定温度t确定pv特定液体：例如：水100℃pv=1.013×105Pa

20℃

pv=2.337×103Pa①基本概念一、产生汽蚀的机理及危害1、汽蚀机理汽化：在一定温度和压力条件下，物质由液态变为3Δp=pA-pk②离心泵汽蚀的产生泵的吸入：pA一定：pk↓→Δp↑→吸入能力增强pk↓≤pv→冷沸现象：液体汽化；p↑≥pv→汽泡溃灭：高频、高强冲击溶解气析出，形成大量气泡Δp=pA-pk②离心泵汽蚀的产生泵的吸入：pA一定：p4高压：达30~40MPa高频：达(2~3)×105Hz电化学腐蚀：氧等活泼气体作用

机械剥离：高频、高强水击汽蚀现象：汽泡形成、发展和破裂以及材料受到破坏的全过程。高压：达30~40MPa高频：达(2~3)×105Hz电化学5汽泡形成和发展的影响因素

饱和蒸汽压：pv

液流的速度：v

液体的密度：ρ

液体粘滞性：μ

气体溶解量：q汽泡形成和发展的影响因素饱和蒸汽压：pv液流的速度：v6汽蚀是水力机械所特有的现象，它带来许多严重后果：⑴汽蚀使过流部件被剥蚀破坏（下图）；⑵汽蚀使泵的性能严重下降抽空；⑶汽蚀使泵产生振动和噪音。2、汽蚀的危害汽蚀是水力机械所特有的现象，它带来许多严重后果：⑴汽蚀使72、汽蚀的危害2、汽蚀的危害8汽蚀基本条件：pk≤pv问题的关键：pk的影响因素！不发生汽蚀的前提：pk>pv二、汽蚀余量与汽蚀判别式汽蚀基本条件：pk≤pv问题的关键：pk的影响因素！不发生汽9泵装置泵装置10泵正常吸入条件：需要克服的阻力k—ks—s1—1pkpsp1减小二、汽蚀余量与汽蚀判别式泵正常吸入条件：需要克服的阻力k—ks—s1—1pkpsp111必须pk>pv要避免汽蚀：泵入口出的能量-pv=富裕能头首先应有：而且：ps>pvNPSHa即Δha汽蚀余量二、汽蚀余量与汽蚀判别式必须pk>pv要避免汽蚀：泵入口出的能量-pv=富裕能头首先12Δh汽蚀余量净正吸上水头NPSHNetPositiveSuctionHead有效汽蚀余量：NPSHa即Δha必须汽蚀余量：NPSHr

即Δhr二、汽蚀余量与汽蚀判别式Δh汽蚀余量净正吸上水头NPSHNetPositiveS13液体在吸入法兰处截面上所具有的推动和加速液体进入叶道时高出汽化压力的能头。

能头—m液柱；压力—Pa；速度—m/s显然：Δha越大，越不容易发生汽蚀。1、有效汽蚀余量NPSHa液体在吸入法兰处截面上所具有的推动和加速液体进入叶道时高出汽14由伯努利方程：A—A截面S—S截面安装高度：注意定义，有可能是负值1、有效汽蚀余量NPSHa由伯努利方程：A—A截面S—S截面安装高度：注意定义，有可能15吸入液罐液面压力能头位差流动损失汽蚀余量大小与泵吸入装置的参数（Hgl、pA、hA-s、介质、温度等）有关，与泵本身无关，故称“泵装置有效汽蚀余量”

1、有效汽蚀余量NPSHa吸入液罐液面压力能头位差流动损失汽蚀余量大小与泵吸入装置的参16液流从泵入口（S截面）到泵内压力最低点（K截面）处的全部能头损失。即：

S截面处液流总能头与K处

压力能头之差。2、

泵必须汽蚀余量NPSHr液流从泵入口（S截面）到泵内压力最低点（K截面）处的全部能头17则汽蚀判别式为：比较两汽蚀余量的定义：泵吸入装置的有效汽蚀余量，愈大愈不发生汽蚀。泵本身所必须的汽蚀余量，愈小愈不容易发生汽蚀。富余能头所需能头3、汽蚀判别式则汽蚀判别式为：比较两汽蚀余量的定义：泵吸入装置的有效汽蚀余18当pk=pvΔha=Δhrpk>pvΔha>Δhrpk<pvΔha<Δhr发生汽蚀临界值不发生汽蚀严重汽蚀重点则3、汽蚀判别式当pk=pvΔha=Δhrpk>pvΔha>Δhrpk<pv19允许汽蚀余量[Δh]m或者允许汽蚀余量[Δh]m或者20三、提高离心泵抗汽蚀性能的措施a.改进泵进口的结构参数，降低Δhr。1.泵本身因素：2.吸入装置特性：两个方面：提高Δha、降低Δhr。b.采用抗汽蚀材料，提高泵的寿命。考虑管路尺寸、安装高度等以提高Δha

。Δha>Δhr三、提高离心泵抗汽蚀性能的措施a.改进泵进口的结构参数，211.提高泵本身抗汽蚀性能，降低Δhr⑴采用合理的叶片进口位置及前盖板形状，叶片向进口延伸。适当加大D0、b1，降低λ1、λ2

、c0、和w1；采用合理的叶片进口位置及前盖板形状，叶片向进口延伸。⑵采用双吸式叶轮，降低c0。双吸叶轮每侧流量为1/2⑶采用抗汽蚀材料。⑷采用诱导叶轮：在叶轮前装一个轴流式螺旋型叶轮，

诱导轮对液流作功增加能头，提高了泵的吸入性能。⑸采用超汽蚀叶型的诱导轮。1.提高泵本身抗汽蚀性能，降低Δhr⑴采用合理的叶片进口位22叶轮的形式叶轮的形式23离心泵2-离心泵的汽蚀及抽空课件24离心泵2-离心泵的汽蚀及抽空课件25图1-3.7超汽蚀泵图1-3.7超汽蚀泵262.提高有效汽蚀余量Δha⑴增大吸入罐液面压力，↑pA⑵减少泵的吸上真空度，↓Hs⑶减小泵的安装高度，↓Hgl⑷减少泵吸入管路阻力损失，↓hA-s式（1-38）⑸降低液体饱和蒸汽压，↓pv2.提高有效汽蚀余量Δha⑴增大吸入罐液面压力，↑pA⑵27四、离心泵的抽空原因：离心泵启动前没灌泵、进空气、液体不满或介质大量汽化，这时离心泵出口压力大幅度下降并激烈地波动，这现象称为抽空。表现：在性能上是出口压力趋于零或接近泵的入口压力。结果：泵内接触的零件和机械密封的摩擦副因干摩擦或半干摩擦而产生磨损失效。四、离心泵的抽空原因：离心泵启动前没灌泵、进空气、液体不满或28四、离心泵的抽空避免措施：1、机械方面

在机械方面主要是搞好密封管理，严禁使空气从管路和泵上进入介质。在检修时对动、静密封严格检查，防止因设备方面引起的泄漏。2、工艺方面

在工艺方面要稳定工艺操作，开车时将管路中的气体排尽，一旦出现气体，要迅速返回塔器，在工艺操作上温度宜取下限，压力宜取上限，塔底液面不可过低，泵的流量要适中，尽量减少压力和温度出现大幅度变化。对入口压力是负压的备用泵入口阀门应关闭。四、离心泵的抽空避免措施：29第二节

离心泵的汽蚀及抽空一、离心泵汽蚀产生机理及其危害二、汽蚀余量与汽蚀判别式三、提高离心泵抗汽蚀性能的措施四、离心泵的抽空第二节离心泵的汽蚀及抽空一、离心泵汽蚀产生机理及其危害30一、产生汽蚀的机理及危害一、产生汽蚀的机理及危害311、汽蚀机理汽化：在一定温度和压力条件下，物质由液态变为气态。饱和蒸汽压：一定温度下，液体内部开始汽化时的临界压力，用pv表示。一定温度t确定pv特定液体：例如：水100℃pv=1.013×105Pa

20℃

pv=2.337×103Pa①基本概念一、产生汽蚀的机理及危害1、汽蚀机理汽化：在一定温度和压力条件下，物质由液态变为32Δp=pA-pk②离心泵汽蚀的产生泵的吸入：pA一定：pk↓→Δp↑→吸入能力增强pk↓≤pv→冷沸现象：液体汽化；p↑≥pv→汽泡溃灭：高频、高强冲击溶解气析出，形成大量气泡Δp=pA-pk②离心泵汽蚀的产生泵的吸入：pA一定：p33高压：达30~40MPa高频：达(2~3)×105Hz电化学腐蚀：氧等活泼气体作用

机械剥离：高频、高强水击汽蚀现象：汽泡形成、发展和破裂以及材料受到破坏的全过程。高压：达30~40MPa高频：达(2~3)×105Hz电化学34汽泡形成和发展的影响因素

饱和蒸汽压：pv

液流的速度：v

液体的密度：ρ

液体粘滞性：μ

气体溶解量：q汽泡形成和发展的影响因素饱和蒸汽压：pv液流的速度：v35汽蚀是水力机械所特有的现象，它带来许多严重后果：⑴汽蚀使过流部件被剥蚀破坏（下图）；⑵汽蚀使泵的性能严重下降抽空；⑶汽蚀使泵产生振动和噪音。2、汽蚀的危害汽蚀是水力机械所特有的现象，它带来许多严重后果：⑴汽蚀使362、汽蚀的危害2、汽蚀的危害37汽蚀基本条件：pk≤pv问题的关键：pk的影响因素！不发生汽蚀的前提：pk>pv二、汽蚀余量与汽蚀判别式汽蚀基本条件：pk≤pv问题的关键：pk的影响因素！不发生汽38泵装置泵装置39泵正常吸入条件：需要克服的阻力k—ks—s1—1pkpsp1减小二、汽蚀余量与汽蚀判别式泵正常吸入条件：需要克服的阻力k—ks—s1—1pkpsp140必须pk>pv要避免汽蚀：泵入口出的能量-pv=富裕能头首先应有：而且：ps>pvNPSHa即Δha汽蚀余量二、汽蚀余量与汽蚀判别式必须pk>pv要避免汽蚀：泵入口出的能量-pv=富裕能头首先41Δh汽蚀余量净正吸上水头NPSHNetPositiveSuctionHead有效汽蚀余量：NPSHa即Δha必须汽蚀余量：NPSHr

即Δhr二、汽蚀余量与汽蚀判别式Δh汽蚀余量净正吸上水头NPSHNetPositiveS42液体在吸入法兰处截面上所具有的推动和加速液体进入叶道时高出汽化压力的能头。

能头—m液柱；压力—Pa；速度—m/s显然：Δha越大，越不容易发生汽蚀。1、有效汽蚀余量NPSHa液体在吸入法兰处截面上所具有的推动和加速液体进入叶道时高出汽43由伯努利方程：A—A截面S—S截面安装高度：注意定义，有可能是负值1、有效汽蚀余量NPSHa由伯努利方程：A—A截面S—S截面安装高度：注意定义，有可能44吸入液罐液面压力能头位差流动损失汽蚀余量大小与泵吸入装置的参数（Hgl、pA、hA-s、介质、温度等）有关，与泵本身无关，故称“泵装置有效汽蚀余量”

1、有效汽蚀余量NPSHa吸入液罐液面压力能头位差流动损失汽蚀余量大小与泵吸入装置的参45液流从泵入口（S截面）到泵内压力最低点（K截面）处的全部能头损失。即：

S截面处液流总能头与K处

压力能头之差。2、

泵必须汽蚀余量NPSHr液流从泵入口（S截面）到泵内压力最低点（K截面）处的全部能头46则汽蚀判别式为：比较两汽蚀余量的定义：泵吸入装置的有效汽蚀余量，愈大愈不发生汽蚀。泵本身所必须的汽蚀余量，愈小愈不容易发生汽蚀。富余能头所需能头3、汽蚀判别式则汽蚀判别式为：比较两汽蚀余量的定义：泵吸入装置的有效汽蚀余47当pk=pvΔha=Δhrpk>pvΔha>Δhrpk<pvΔha<Δhr发生汽蚀临界值不发生汽蚀严重汽蚀重点则3、汽蚀判别式当pk=pvΔha=Δhrpk>pvΔha>Δhrpk<pv48允许汽蚀余量[Δh]m或者允许汽蚀余量[Δh]m或者49三、提高离心泵抗汽蚀性能的措施a.改进泵进口的结构参数，降低Δhr。1.泵本身因素：2.吸入装置特性：两个方面：提高Δha、降低Δhr。b.采用抗汽蚀材料，提高泵的寿命。考虑管路尺寸、安装高度等以提高Δha

。Δha>Δhr三、提高离心泵抗汽蚀性能的措施a.改进泵进口的结构参数，501.提高泵本身抗汽蚀性能，降低Δhr⑴采用合理的叶片进口位置及前盖板形状，叶片向进口延伸。适当加大D0、b1，降低λ1、λ2

、c0、和w1；采用合理的叶片进口位置及前盖板形状，叶片向进口延伸。⑵采用双吸式叶轮，降低c0。双吸叶轮每侧流量为1/2⑶采用抗汽蚀材料。⑷采用诱导叶轮：在叶轮前装一个轴流式螺旋型叶轮，

诱导轮对液流作功增加能头，提高了泵的吸入性能。⑸采用超汽蚀叶型的诱导轮。1.提高泵本身抗汽蚀