离心泵汽蚀鲍学品压制.ppt

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1、离心泵的汽蚀离心泵的汽蚀一一.汽蚀定义汽蚀定义 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（心泵入口截面处的压强差（P P0 0-P-P1 1 ）。当）。当P P0 0一定一定,若向上吸液高度若向上吸液高度HGHG愈愈高、流量愈大、吸入管路的各种阻力愈大，则高、流量愈大、吸入管路的各种阻力愈大，则P P1 1愈小，（愈小，（P P0 0-P-P1 1 ）值）值增加，但增加，但P P1 1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

2、饱和蒸汽压时，液体将会发生部分汽化，生成的气泡将随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，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动。由于长时间受到冲击力 反复作用以及液体中微量溶反复作用以及液体中微量溶 解的氧对金属的化学腐蚀作解的氧对金属的化学腐蚀作 用，用，叶轮的局部表面出现

3、斑叶轮的局部表面出现斑 痕和痕和裂纹，甚至呈海绵状损裂纹，甚至呈海绵状损 坏，坏，这种现象，称为汽蚀。这种现象，称为汽蚀。00 0P0HgHgP1 U1 汽蚀发生时，会出现噪声和振动。汽泡破裂和高速冲击会汽蚀发生时，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。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的脉动力。如果这些脉动力的某

4、一频率与设备的自然频率相等，就会引起强烈的振动。相等，就会引起强烈的振动。汽蚀发生时，由于机械剥蚀与化学腐蚀的共同作用，致使汽蚀发生时，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）。材料受到破坏（下图）。汽蚀发展严重时，大量汽泡的存在会堵塞流道的截汽蚀发展严重时，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。率也相应降低。泵的性能曲线有明显的变化。这种变化，对于不同泵的性能曲线有明显的变化。这种变化，对于不同比转数的泵情况不同。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为避

5、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规定一个反映泵的抗汽蚀能力的特性参数允许汽蚀允许汽蚀余量。余量。对同一台泵，因吸入装置条件的改变，可能发生汽蚀。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。泵在运行中是否发生汽蚀和泵的吸入装置条件有关

6、。按照吸入装置条件所确定的汽蚀余量称为按照吸入装置条件所确定的汽蚀余量称为。相同使用条件下某台泵会发生汽蚀，另一种型号泵可能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。性能也有关。由泵本身的汽蚀性能所确定的汽蚀余量称为。表征泵汽蚀性能的一个参数，叫做汽蚀余量，用符号表征泵汽蚀性能的一个参数，叫做汽蚀余量，用符号h表示。国表示。国 外一般叫做净正吸上水头，用外一般叫做净正吸上水头，用NPSH（Net Positive Suction Head）表示。）表示。h有效汽蚀余量有效汽蚀余量h

7、a：按照吸入装置所确定的汽蚀余量：按照吸入装置所确定的汽蚀余量必需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：由泵本身的汽蚀性能所确定的汽蚀余量泵在吸入口处，单位重量液体所具泵在吸入口处，单位重量液体所具有的超过汽化压力有的超过汽化压力p pv v的富余能量。即液体所具有的避的富余能量。即液体所具有的避免泵发生汽化的能量。符号免泵发生汽化的能量。符号NPSHaNPSHa，或，或hha a 有效汽蚀余量由吸入系统的装置条件确定，与泵本身有效汽蚀余量由吸入系统的装置条件确定，与泵本身无关。无关。22ssvapvphgggeessHgpe基准面基准面由伯努利方程得：由伯努利方程得：

8、22essgwppvHhgggevagwpphHhgg则有：则有：eessHgpe基准面基准面 evagwpphHhgg 式中式中HHg g是有正负的，图是有正负的，图a a情况为情况为+H+Hg g，b b情况为情况为 -H-Hg g。在图在图b 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，即和给水泵都属该情况）时，即 p pe e=p=pv v。此时：。此时：h ha a=-H=-Hg g-h-hw w HgHg a 吸入液面低于基准面（吸入液面低于基准面（+Hg）b 吸入液面高于基准（吸入液面高于基准（

9、+Hg）pepe 吸入液面与泵基准面相对位置示意图吸入液面与泵基准面相对位置示意图 h hr r-必需汽蚀余量必需汽蚀余量-泵为避免汽蚀所必需的汽蚀余泵为避免汽蚀所必需的汽蚀余量。量。取决于泵进口部分的几何形状以及泵的转速和流量，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吸人条件及所吸液体的PvPv值无关值无关.hrhr越小，表明泵的汽蚀性能越好。越小，表明泵的汽蚀性能越好。hrhr随随Q Q的增大的增大而增大而增大,因为因为Q Q增大时，液体进泵后的压降也增加的缘增大时，液体进

10、泵后的压降也增加的缘故。故。hr hr 用汽蚀试验来确定用汽蚀试验来确定.在试验中逐步增大吸人真在试验中逐步增大吸人真空度空度.hrhr和和HgHg都是由同样的汽蚀实验得出的用以表示泵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。吸人性能好坏的性能参数，性质一样。2.2.必需汽蚀余量必需汽蚀余量四四.比转数对汽蚀的影响比转数对汽蚀的影响当当n ns sl05l05时，因汽蚀所引起的扬程曲线的断裂工况，具有急剧陡降时，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；当的形式；当n ns s=150=150350350时，断裂工况比较缓和；当时，断裂工况比较缓和；当n

11、 ns s425425时，在时，在性能曲线上没有明显的汽蚀断裂点。性能曲线上没有明显的汽蚀断裂点。在低比转数的离心泵中，由于叶片宽度小，流道窄且长，在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。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，并不立即布满流道，因而对性能曲线上断裂工况点的影响就比后，并不立即布满流道，因而对性能曲线上断裂工

12、况点的影响就比较缓和。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。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，尽管如此，仍有潜伏汽蚀的存在，仍需防止。仍需防止。五五.几何安装高度的确定几何安装高度的确定eessHgpe基准面基准面wgsseehHgvgpgvgp222因吸水池较大，因吸水池较大，ve 0，上式移项得：，上式移项得：wsseghgvgpgpH22

13、如吸水池液面压力就是大气压力如吸水池液面压力就是大气压力，pe=pamb，则：，则：22abmssgwppvHhggg卧式离心泵的几何卧式离心泵的几何安装高度示意图安装高度示意图几何安装高度的确定几何安装高度的确定Hs法法22sgswvHHhg则有泵的几何安装高度：则有泵的几何安装高度：abmssppHgg22seabmgswvppHHhgg由定义：由定义：22seabmgswvppHHhggssggHHHH则如果：如果：则有泵的允许几何安装高度：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：如果液面压力就是大气压力，则：wsseghgvgpgpH22 提高泵本身得抗汽蚀性能，提高泵

14、本身得抗汽蚀性能，降低必需汽蚀余量降低必需汽蚀余量 合理确定吸入装置，合理确定吸入装置，提高有效汽蚀余量提高有效汽蚀余量 加强运行管理，加强运行管理，使有效汽蚀余量大于必需汽蚀使有效汽蚀余量大于必需汽蚀余量余量 （1 1）在设计时尽量改进叶轮入口处的几何形状）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，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扭曲叶片或双吸叶轮等 采用双吸式叶轮采用双吸式叶轮 增大叶轮前盖板转弯处的曲率半径增大叶轮前盖板转弯处的曲率半径 降

15、低叶轮入口部分流速降低叶轮入口部分流速 在泵的进口加设诱导轮在泵的进口加设诱导轮（2 2）首级叶轮采用强度和硬度高、韧性和化学稳定）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。的光洁度，也是提高泵抗汽蚀性能的有效措施。（1 1）减少吸入管路流动损失）减少吸入管路流动损失 加大吸入管直径，减少管路附件（弯头、阀门加大吸入管直径，减少管路附件（弯头、阀门等），使吸入管长最短。等），使吸入管长最短。（2 2）合理确定几何安装高度，必要时采取倒灌）合理确定几何安装高度，必要时采

16、取倒灌evagwpphHhgg 主叶轮前装诱导轮，使液体通过诱导轮升压后流入主叶轮，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。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，取小，取l0l012120 0，叶片数仅，叶片数仅2 23 3片，轮毂直径较小，因此流片，轮毂直径较小，因此流道宽而长。装设诱导轮之后，道宽而长。装设诱导轮之后，c c值可达值可达30003000以上。以上。目前国内的凝结水泵一般都装有诱导轮。目前国内的凝结水泵一般都装有诱导轮。采用双重翼叶轮采用双重翼叶轮 双重冀叶轮由前置叶轮和后置离心叶轮组成，前置叶轮有双重冀叶轮由前置叶轮和后置离心叶轮组成，前置叶轮有2 23 3个叶片、呈斜流形，个叶片、呈斜流形，与诱导轮相比，其主要优点是轴与诱导轮相比，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，向尺寸小，结构简单，且不存在诱导轮与主叶轮配合不好，而导致效率下降的问题。而导致效率下降的问题。双