气蚀现象与调节

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1、四、离心泵的气蚀现象与允许吸上高度1离心泵的气蚀现象泵运转时，液体在泵内压强变化如图液体压强随着泵吸入口向叶轮入口而下降；叶片入口附近K处的压强pK最低；此后由于叶轮对液体作功，压强很快上升。当pK≤pv(液体的饱和蒸汽压)，则液体汽化产生汽泡，汽泡随叶轮转动流向高压区，迅速凝聚或破裂。气泡消失产生局部真空，周围液体以极高流速流向原气泡占据的空间，产生了高达几万kpa的高速冲击，侵蚀叶片和叶轮，这种不正常现象称为汽蚀现象1）气蚀发生时，气泡占据了液体流道的部分空间，导致泵的Q、H、η下降；气蚀严重时，泵不能正常操作。气蚀

2、产生的后果：因此，为使离心泵能正常运转，应避免产生气蚀现象，要求叶片入口附近的最低压强必须维持在某一值以上。2）气蚀发生时产生噪音和震动，叶轮局部在巨大冲击的反复作用下，表面出现斑痕及裂纹，甚至呈海绵状逐渐脱落，降低了泵使用寿命。2离心泵的允许吸上高度（允许安装高度）Hg离心泵的允许吸上高度又称为允许安装高度，指泵的吸入口与吸入贮槽液面间可允许达到的最大垂直距离，以Hg表示。Ｈｇ11'00'贮槽液面0-0’与入口处1-1’两截面间列柏努利方程P1:泵入口处可允许的最小压强Hf,0-1:液体吸入管路的压头损失若贮槽上方与大

3、气相通，则P0即为大气压强Pa为子确定离心泵的Hg，在国产的离心泵标准中，采用两种指标(允许吸上真空度和气蚀余量)来表示泵的抗气蚀性能(即吸上性能)1）离心泵的允许吸上真空度为避免气蚀现象，泵入口处允许达到的最大真空度。——离心泵的允许吸上真空度定义式注意：HS’单位是压强的单位，通常以m液柱来表示。在水泵的性能表里一般把它的单位写成m（实际上应为mH2O）。——Hg和Hs’的关系式将代入得：HS’值越大，表示该泵在一定操作条件下抗气蚀性能好，安装高度Hg越高。HS’随Q增大而减小HS’是离心泵的另一性能参数，与泵的结构

4、、流量、被输送液体的物理性质及当地大气压等因素有关。通常由泵的制造工厂实验标定，实验在大气压为10mH2O（98.1KPa）下,以20℃清水为介质进行的。实际操作与上述条件不符时，应进行换算：Hs－操作条件下，输送液体时允许吸上真空度，m液柱Hs’－泵说明书中给出的允许吸上真空高度，mH2OHa－当地大气压，mH2O；pv－操作温度下液体的饱和蒸气压，Pa；ρ－操作温度下液体的密度，Kg/m3；10－实验条件下的大气压强，mH2O；0.24－实验条件下水的饱和蒸气压，mH2O；1000－实验条件下水的密度，Kg/m3思考

5、题：海拔高度和液体温度上升对允许安装高度Hg的影响？海拔↑→大气压力↓→Hs↓→Hg↓液体的温度↑→饱和蒸汽压↑→Hs↓→Hg↓2）离心泵的气蚀余量NPSH为防止气蚀现象发生，在离心泵入口处液体的动压头（u12/2g）与静压头（p1/ρg）之和必须大于液体在操作温度下的饱和蒸气压头（pv/ρg）的数值。——气蚀余量定义式当叶轮入口附近(k-k’)最小压强等于液体的饱和蒸汽压pv时，泵入口处压强(1-1’)必等于某确定的最小值p1,min。在1-1’和k-k’间列柏努利方程：NPSH是离心泵的又一性能参数，当流量一定且流体

6、流动进入阻力平方区时(Hf1-K只与uK2有关，与Re无关)，NPSH仅与泵结构和尺寸有关。临界气蚀余量(NPSH)c必需气蚀余量(NPSH)r：(NPSH)c＋安全量NPSH随Q增大而增大将代入得：——Hg和NPSH的关系式离心泵的气蚀余量也是由生产泵的工厂标定(条件同Hs′)。使用时理论上应校正，因一般校正系数小于1，故把它作为外加的安全因数，不再校正。3离心泵的实际安装高度离心泵的实际安装高度应小于允许安装高度，一般比允许值小0.5～1m。1）离心泵的允许吸上真空度和允许气蚀余量值是与其流量有关的，大流量下NPSH

7、较大而HS’较小(Hg减小)，因此，必须注意使用最大额定流量值进行计算。注意：2）离心泵安装时，应尽可能减少Hf,0-1(Hf,0-1↑→Hg↓)，注意减少吸入管路的弯头、阀门等管件。例某台离心泵从样本上查得允许吸上真空高度Hs’=6m，当地大气压为9.74mH2O，若夏季平均水温为40℃，此时水的饱和蒸汽压为0.75mH2O。问修正后的Hs应为多少？若吸入管路的压头损失为1mH2O，泵入口处动压头为0.2mH2O。问该泵安装在离水面5m高度处是否合适？解:Hs=[Hs’＋(Ha－10)－(Hv－0.24)]×1000/

8、992=[6＋(9.74－10)－(0.75－0.24)]×1000/992=5.75m泵的安装高度为:Hｇ=Hs－u12/2g－Hf=5.75－0.2－1=4.55m<5m故泵安装在离水面5m高度处不合适。五、离心泵的工作点与流量调节当离心泵安装在一定的管路系统中工作时，其压头和流量不仅与离心泵本身的特性有关，而且