泵和压缩机课件：1_4 离心泵的汽蚀

1、CUPC 2020/8/29,1,泵和压缩机,CUPC 2020/8/29,2,第一章 离心泵,目前使用最多的是离心泵：结构简单、体积小、重量轻、操作平稳、流量稳定、性能参数范围广、易制造、便于维修。（重点讲授）,CUPC 2020/8/29,3,离 心 泵,1. 1 离心泵的基本结构和工作原理 1. 2 离心泵的基本方程式 1. 3 液体获得能头分析 1. 4 离心泵的汽蚀 1. 5 离心泵的性能曲线 1. 6 离心泵的相似原理及其应用 1. 7 输送粘液时离心泵性能曲线的换算 1. 8 离心泵的装置特性与工况调节 1. 9 离心泵的系列及选用 1.10 离心泵的主要零部件 1.11 离心泵

2、的节能,CUPC 2020/8/29,4,1.4 离心泵的汽蚀,1.4.1 离心泵汽蚀产生机理、危害 1.4.2 汽蚀余量与汽蚀判别式 1.4.3 吸上真空度 1.4.4 离心泵的允许几何安装高度 1.4.5 提高离心泵抗汽蚀性能的措施,CUPC 2020/8/29,5, 汽蚀机理,汽化：在一定温度和压力条件一下，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=1.013105Pa,20,pv=2.337103Pa, 基本概念,常压条件下,1.4.1 产生汽蚀的机理及危害,CUPC 2020/

3、8/29,6,p=pA-pk, 离心泵汽蚀的产生,泵的吸入：,pA一定：,pkp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, 汽蚀机理,CUPC 2020/8/29,7,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。, 汽蚀机理,CUPC 2020/8/29,8,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：,液体粘滞性：,气体溶解量：q, 汽蚀机理,CUPC 2020/8/29,9,汽蚀是水力机械所特有的现象，它带来许多严重后果。, 汽蚀使过流部件被剥蚀破坏；, 汽蚀使泵的性能严重下

4、降；, 汽蚀使泵产生振动和噪音；, 汽蚀的危害,CUPC 2020/8/29,10,汽蚀基本条件：,pkpv,问题的关键：,pk的影响因素,不发生汽蚀的前提：,pkpv,1.4.2 汽蚀余量与汽蚀判别式,CUPC 2020/8/29,11,泵正常吸入条件：,需要克服的阻力,kk,ss,11,pk,ps,p1,减 小,1.4.2 汽蚀余量与汽蚀判别式,CUPC 2020/8/29,12,必须pkpv,要避免汽蚀：,ps-pv=富裕能头,首先应有：,而且：,pspv,h,汽蚀余量,1.4.2 汽蚀余量与汽蚀判别式,CUPC 2020/8/29,13,h,汽蚀余量,净正吸上水头,NPSH,Net P

5、ositive Suction Head,有效汽蚀余量ha,必须汽蚀余量hr,1.4.2 汽蚀余量与汽蚀判别式,CUPC 2020/8/29,14,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。,（1-37）,能头m液柱； 压力Pa； 速度m/s,显然：ha越大，越不容易发生汽蚀。, 有效汽蚀余量,CUPC 2020/8/29,15,由伯努利方程：,AA截面,ss 截面, 有效汽蚀余量,CUPC 2020/8/29,16,（1-37）,（1-38）,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

6、本身无关，故称“泵装置有效汽蚀余量”, 有效汽蚀余量,CUPC 2020/8/29,17,液流从入口（S截面）到泵内压力最低点（K截面）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。,(1-40), 泵必须汽蚀余量,CUPC 2020/8/29,18,(1-40a),(1-40),结果：,分析：, hr是液流到达泵吸入口后、未从叶轮获得,能量之前，因流动损失（过流面积变化、相对,运动）所引起的压力能头降低的数值；, hr由离心泵的结构参数、转速和流量决定，,与吸入管路系统无关。, 泵必须汽蚀余量,CUPC 2020/8/29,19,利用伯努利方程分析hr(教材4546页）,自

7、学, 泵必须汽蚀余量,CUPC 2020/8/29,20,则汽蚀判别式为：,(1-40),（1-37）,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, 汽蚀判别式,CUPC 2020/8/29,21,当,pk=pv,ha=hr,pkpv,hahr,pkpv,hahr,发生汽蚀临界值,不发生汽蚀,严重汽蚀,重点,则, 汽蚀判别式,CUPC 2020/8/29,22,允许汽蚀余量h ,CUPC 2020/8/29,23,1.4.3 吸上真空度,吸入罐液面上大气压力能头与泵入口压力能头的差。,(1-41),(

8、1-41a),(1-41c),Hs，ps ，ha,CUPC 2020/8/29,24,(1-41c),(1-41d),为保证泵不发生汽蚀，一般取“允许吸上真空度”Hs作为泵的汽蚀特性参数。,安全裕量 =0.30.5,CUPC 2020/8/29,25,（1-38）,(1-41c),Hs影响因素分析,罐面压力pA、安装高度Hgl、 入口速度Cs以及入口沿程损失hA-S。,pA大，Hgl、Cs、hA-S小好！,若pA=pa，则：,影响因素,(1-43 ),CUPC 2020/8/29,26,Hs的计算,通常泵样本上的Hs值，是在标准大气压下，抽送20清水时测得的。,Hsm Hs m pa Pa p

9、v Pa,(1-45 ),其中：,有关pa与pv的取值，请分别参照教材表1-3和附录二， 几种常用油品的pv值参照教材表1-4。,CUPC 2020/8/29,27,1.4.4 离心泵的允许几何安装高度,泵不发生汽蚀,hah,(1-43 ),(1-46 ),(1-46 ),pa=pa,CUPC 2020/8/29,28,（1-38）,（1-47）,（1-47）,CUPC 2020/8/29,29,注意,(1-41a),1.,2.,计算Hgl时，应取泵的最大可能流量对应的Hs或h进行计算。,CUPC 2020/8/29,30,1.4.5 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

10、低hr。,1. 泵本身因素,2. 吸入装置特性,两个方面：提高 ha、降低hr。,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ha 。,hahr,CUPC 2020/8/29,31,1. 提高泵本身抗汽蚀性能，降低hr, 适当加大入口直径D0、b1， 降低1、 2 、 c0 、和 w1。, 采用双吸式叶轮，降低c0。, 采用合理的叶片进口位置及前盖板形状，叶片向进口延伸 。, 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。, 采用超汽蚀叶型的诱导轮。,CUPC 2020/8/29,32,2. 提高吸入装置的有效汽蚀余量, pA, Hgl, hA-