提高水泵抗气蚀性能的措施
第五章 泵的汽蚀
泵的汽蚀
汽蚀涉及的范围非常广泛, 汽蚀涉及的范围非常广泛,在水力机械、造船和水利等方 面都要对此问题的机理和防止措施进行研究。对于流体机械， 特别是工作对象是液体的流体机械，汽蚀是流体机械向高速化 方向发展的一大障碍。因此，我们需对汽蚀问题持足够的重视 态度。 本章重点: 本章重点:了解什么是汽蚀，汽蚀有哪些危害，为避免汽蚀需 要做哪些措施，并进行哪些设计计算？
3．有效汽蚀余量△ha和必需汽蚀余 ．有效汽蚀余量△h 量△h 量△hr的关系
• △ha越大，越不容易发生汽 蚀； • △hr越大，则泵的抗汽蚀性 越差。 • 流量增大，hw增大，△ha变 小，△hr增大，当流量大于 临界值qVC时，泵将发生汽 蚀。 • 临界点c为△ha—qV与 △hr—qV两条曲线的交点。
p0 pv ∆ha = ρg + H g − hw − ρg
此时，若吸入液面压力为汽化压力（凝结水泵、给水 泵），p0=pV ，则 ∆h = H − h
a g w
2．必需汽蚀余量△hr ．必需汽蚀余量△
• 必需汽蚀余量△hr，指泵的吸入口的能头与压力最 低点处静压能头的差值。 • 泵的入口指泵的进口法兰处(s—s截面)。泵内最 低压力点的位置在叶片进口边稍后的K点，而不是 在s—s截面。 • 计算式：
汽蚀后的叶轮
汽蚀通常发 生的部位
汽蚀表面现象 、汽蚀后的叶轮
汽蚀通常发生的部位
离心式叶轮
轴流式叶轮
(二)、汽蚀对泵工作的影响
• 汽蚀对泵产生了诸多有害的影响。 （1）材料破坏，缩短泵的使用寿命。 （2）噪声和振动加剧。 若水泵机组发生汽蚀共振，则必须停止水泵的运 行。 （3）工作性能下降。 汽蚀将导致泵的流量减少、扬程降低及效率下降。 汽蚀严重时，大量汽泡将“堵塞”整个叶道过流断 面，出现断流，造成事故。
水泵叶轮抗汽蚀优化设计及材质
水泵叶轮抗汽蚀优化设计及材质作者：于锡平来源：《山东工业技术》2013年第12期【摘要】离心泵发生气蚀，叶轮会遭受气蚀破坏。
本文简要提出叶轮提高抗汽蚀性能优化依据，同时介绍了改善叶轮设计、提高离心泵抗气蚀性能的传统措施和最新方法以及双相不锈钢的应用，指出焊接叶轮在离心泵运行中具有实际应用价值。
【关键词】汽蚀；优化；双相不锈钢；叶轮0 引言我们曾提供吉林某电厂用于循环水系统的SA型泵，其中一台经常因汽蚀而使泵运行不稳定、振动、功耗大、噪音偏大。
当泵无法正常运行时，叶轮已汽蚀穿孔，不可续用。
1 汽蚀破坏的原理及防止发生汽蚀的方法汽蚀是一种液体动力学现象，发生的根本原因在于液体流动过程中出现了局部压力降，形成了低压区，当泵吸入口压力降低到该处相应温度下的饱和蒸汽压时，液体发生沸腾气化，使原来流动的液流中出现大量的气泡，气泡中包含着输送液体的蒸汽及少量原来溶解于液体中而逸出的空气。
当气泡随同液流从低压区流向高压区时，气泡在周围高压液体的作用下，迅速缩小凝结而急剧的崩溃。
由于蒸汽凝结过程进行得非常迅速与突然，结果在气泡消失的地方产生局部的真空，周围压力转变的液流非常迅速的从四周向真空空间冲挤而来，形成极大的冲击力。
由于气泡的尺寸极微小，所以这种冲击力集中作用在与气泡接触的零件微小表面上，其压力可达数百个大气压以上，水击频率高达25000次/s。
因而使材料壁面上受到高频高压的重负载荷作用而逐渐产生疲劳破坏，同时，如果所产生的气泡中还夹杂有活泼气体（如氧气等），借助于气泡凝结时放出热量对金属起化学腐蚀作用，致使金属表面出现麻点以导致穿孔，严重时金属晶粒松动并剥落呈现出蜂巢状甚至把壁面蚀穿。
这种气泡不断形成、生长和破裂崩溃，以致材料受到破坏的过程，总称为气蚀现象。
新提出的提高抗气蚀性能的方法：1）采用长短叶片形式的叶轮，2）叶轮出口宽度适当增加，3）采用适当的叶片数量。
2 循环水泵优化方案2.1 优化叶轮参数由于现场工艺条件限制，电厂循环水系统SA泵进口管路连接复杂，造成管路损失过大，叶轮进口存在明显压降，泵形成汽蚀。
离心泵的汽蚀现象及其防范措施
离心泵的汽蚀现象及其防范措施离心泵的用途十分广泛，如化工、采矿、火力发电，建筑消防、给排水等。
水泵的汽蚀、磨蚀及其联合作用的破坏一直是水泵运行、维护及管理工作中的一个重要问题。
泵在运行过程中，由于设计不合理、吸入口压力过低或输送液体温度过高等原因，会发生气蚀。
汽蚀对水泵危害很大，使离心泵不能正常工作，甚至停运。
一、汽蚀现象由于水的物理特性，我们知道，水和汽可以互相转化，转化的条件即温度与压力。
一个大气压下的水，当温度上升到100℃时就开始汽化。
但在高原地区，水在不到1O0℃就开始汽化。
如水温一定，降低水的压力，当压力下降到某一数值时，水就开始汽化并产生汽泡，此时的压力就称作该对应水温下的汽化压力。
汽化发生后，就有大量的蒸汽及溶解在水中的气体逸出，形成许多蒸汽与流体混合的小汽泡。
当汽泡随水从低压区流向高压区时，在高压作用下，迅速凝结而破裂。
在破裂瞬间，产生局部空穴，高压水以极高的速度流向原汽泡占有空间，形成一个冲击力。
由于汽泡中的气体和蒸汽来不及在瞬间全部溶解和凝结，在冲击力作用下又形成小汽泡再被高压水压缩凝结，如此多次反复，在流道表面极微小的面积上，冲击力形成的压力可高达几百甚至上千兆帕，冲击频率可达每秒几百万次。
材料表面在水击压力的作用下，形成疲劳而遭严重破坏，从开始的点蚀到严重的海绵状空洞，甚至蚀穿材料壁面。
另外，产生的汽炮中还夹杂着某种活性气体如氧气，它们借助气泡凝结时放出的热量可使局部温度升至200—300℃，对金属起化学腐蚀作用。
我们把这种汽化产生汽泡,汽泡进入高压区破裂以致材料受到破坏的全部过程称为汽蚀现象。
关于汽泡形成机理的研究发现，如果液体与固体的接触面上的缝隙中存在微波的气核，在汽化发生时，缝隙中的这些微笑气核首先迅速成长成为肉眼可见的气泡（或称空泡），而汽核的存在对汽化产生的压力具有明显的影响，在无气核条件下，汽化发生于热力学平衡态所对应的饱和蒸汽压力；气核越大对应的汽化压力也比热力学饱和蒸汽压力高出越多。
气蚀现象——精选推荐
水泵的气蚀现象及预防措施建环1201王超鹏201202040118一、汽蚀发生的原因离心泵在运转时，流体的压力从泵入口到叶轮入口而下降，在叶片附近，液体压力最低。
此后，由于叶轮对液体做功，压力很快上升。
当叶轮叶片入口附近压力小于等于液体输送温度下的饱和蒸汽压力时，液体就汽化。
同时，还可能有溶解在液体内的气体溢出，它们形成许多汽泡。
当汽泡随液体流到叶道内压力较高处时，外面的液体压力高于汽泡内的汽化压力，则汽泡会凝结溃灭形成空穴。
瞬间内周围的液体以极高的速度向空穴冲来，造成液体互相撞击，使局部的压力骤然剧增(有的可达数百个大气压)。
这不仅阻碍流体的正常流动，更为严重的是，如果这些汽泡在叶轮壁面附近溃灭，则液体就像无数小弹头一样，连续地打击金属表面，其撞击频率很高(有的可达2000~3000Hz)，金属表面会因冲击疲劳而剥裂。
若汽泡内夹杂某些活性气体(如氧气等)，他们借助汽泡凝结时放出的能量(局部温度可达200~300℃)，还会形成热电偶并产生电解，对金属起电化学腐蚀作用，更加速了金属剥蚀的破坏速度。
上述这种液体汽化、凝结、冲击，形成高压、高温、高频率的冲击载荷，造成金属材料的机械剥裂与电化学腐蚀破坏的综合现象称为汽蚀。
二、泵产生汽蚀的原因1、水池液位过低，有气体被吸入2、流速和吸入管路上的阻力太大；3、泵的安装高度过高；4、被输送的介质温度过高；5、吸入管道、压兰(指不带液封的)密封不好，有空气进入。
三、汽蚀的后果汽蚀是水力机械的特有现象，它会带来很多严重的后果。
① 汽蚀使泵的性能下降汽蚀使叶轮和流体之间的能量转换遭到严重的干扰，使泵的性能下降，严重时会使液流中断无法工作。
②汽蚀使泵产生噪音和振动气泡溃灭时，液体互相撞击并撞击壁面，会产生各种频率的噪音。
严重时可以听到泵内有“噼啪”的爆炸声，同时引起机组的振动。
而机组的振动又进一步足使更多的汽泡产生和溃灭，如此互相激励，导致强烈的汽蚀共振，致使机组不得不停机，否则会遭到破坏。
水泵气蚀的危害、部位、原因、预防方法及措施
水泵气蚀的危害、部位、原因、预防方法及措施一、概述：1、水泵的气蚀是指在水泵工作过程中，液体中存在气体或蒸汽，进入水泵并在泵内形成气泡的现象。
气蚀是气泡聚集、运动、分裂、消灭的全过程。
2、水泵临界压力一般接近汽化压力。
水泵中的液体局部压力下降到临界压力时，液体中便会产生气泡。
这些气泡会随着流体被抽入泵内，造成泵的性能下降、噪音增加甚至设备损坏。
二、水泵产生气蚀的危害：1、影响水泵的容积效率，流量大幅度下降。
磨损后的水泵各构件间隙增大，高压侧水流向低压室泄漏；导致水泵效率降低。
2、产生噪音和振动。
水泵汽蚀磨损后出现蜂窝、麻面、沟槽使水流的阻力系数增大，引起水泵的振动，产生噪音。
3、使泵的过流部件受到破坏，流动损失迅速加大。
气泡溃灭时，在强大水锤的频繁作用下，起初引起金属表面局部塑性变形与硬化变脆，产生疲劳现象，发生微小裂缝，进而使金属破裂、剥落。
除力学作用外，气泡溃灭时产生的冲击波以及水流与金属材料之间产生的化学和电化学腐蚀作用，加速金属的剥蚀速度。
再者当水的含沙量较高时，泥砂在高速水流的带动下的磨损加剧汽蚀，同时汽蚀又促进磨损。
水泵在严重的汽蚀状态下运行时，发生汽蚀的部位开始出现麻点，扩大成海绵或蜂窝状，直至大片剥落而破坏。
4、气泡破灭时产生高频（600~25000HZ）冲击，压力高达49Mpa，致使金属表面出现机械剥蚀；由于汽化时放出热量，并有温差电池作用产生水解，产生的氧气使金属氧化，发生化学腐蚀。
泵性能下降于低比转速，由于叶片间流道窄而长，一旦发生气蚀，气泡充满整个流道，性能曲线会突降。
对于中高比转速，流道短而宽，因而气泡从发生发展到充满整个流道需要一个过渡过程，相应的性能曲线开始是缓慢下降，之后增加到某一流量时才急剧下降。
三、水泵最容易发生气蚀的部位：1、水泵汽蚀，在水泵叶轮中产生非常多的微小汽泡，在压缩过程，气泡破裂形成微小水锤，造成叶轮出现蜂窝状小洞，从而流动损失迅速加大，水泵效率下降。
水泵汽蚀和防治措施
水泵汽蚀和防治措施摘要：针对水泵的汽蚀问题，通过分析了水泵汽蚀现象产生的原因、汽蚀对水泵性能的影响、汽蚀的类型、及水泵汽蚀现象的危害,提出了防止和减轻汽蚀的几点意见。
Abstract：Inview of water pump cavitation problem,through the analysis of pump cavitation phenomenon causes cavitation performance of pumps,the type of cavitation,and pump cavitation phenomenon was proposed to prevent and mitigate cavitation several point of view.关键词：水泵汽蚀汽蚀类型减轻和防治汽蚀的措施Keywords:pump cavitation,cavitation type,mitigation and prevention measures cavitation1．前言水泵是把原动机的机械能转换成抽送液体能量的机器。
用来增加液体的位能、压能、动能。
原动机通过轴带动叶轮旋转，对液体作功，使其能量增加，从而使需要数量的液体，由吸水也经水泵的过流部件输送到要求的高处或要求压力的地方。
衡量泵性能的主要因素有流量（Q）、扬程（H）、转速（n）、汽蚀余量（NPSH）及功率（W）和效率（ ）。
农业常用的离心泵、轴流泵和混流泵均属叶片式泵。
叶片式泵的常见损坏形式是汽蚀，在水泵叶轮的正面、背面及前盖内表面等处，布满了大小不等的麻点，严重时有蜂窝状凹坑和空洞。
其具体表现有:①水泵机组在运行中产生刺耳的噪音；②水泵产生汽蚀，扬程、流量显著降低，严重时中断供水，不能工作；③水泵机组在运行中产生剧烈振动，严重时能威胁机组的安全。
2．汽蚀产生的原因汽蚀产生的原因，简单的说是由气泡的产生和破灭引起的。
水泵汽蚀现象及汽蚀预防
水泵汽蚀现象及汽蚀预防长期以来，困扰水泵正常运行的一大难题就是水泵叶轮叶片的损坏的问题，产生这种破坏的主要原因，往往就是叶轮发生了汽蚀现象，所以研究泵产生汽蚀现象的原因以及如何预防汽蚀是非常关键的问题。
而这也正是设计人员水泵的选型设计、安装过程中重点要考虑的问题，实际使用过程中真正使水泵叶轮遭到破坏的最主要原因是由于水中的固体颗粒的磨损，增大了循环水重度，从而增加了汽蚀发生的可能性。
一水泵的汽蚀现象：水泵运行过程中，如果泵内液体局部位置的压力降低到水的饱和蒸汽压力（液化压力）时，水就开始汽化生成大量的汽泡，汽泡随水流向前运动，流入压力较高的部位时，迅速凝结，溃灭。
泵内水流中汽泡的生成，溃灭过程涉及许多物理，化学现象，并产生噪音，振动和对过流部件材料的侵蚀作用。
这些现象统称为水泵的汽蚀现象。
二、汽蚀产生的主要原因：泵进水口处的绝对压力减小到当时水温下的汽蚀压力时，水发生汽化。
水在入水口形成气体，从而入水口形成许多小气泡。
这些小气泡随水流进高压区时，汽泡迅速破裂，周围液体立即填充原汽泡空穴，由于汽泡破裂时间很短，所以形成高达几百兆帕的水力冲击。
汽泡不断地形成与破裂，巨大的水力冲击以每秒钟几万次的频率反复作用在叶轮上，时间一长，就会使叶轮的叶片逐渐因疲劳而剥落；同时，汽泡中还夹杂有一些活泼气体（如氧气），对金属的光滑层因电解而逐渐变得粗糙。
金属表面粗糙度被破坏后，更加速了机械剥蚀。
另外，气泡形成与破裂的过程中，会使过流部件两端产生温度差异，其冷端与热端形成电偶而产生电位差，从而使金属表面发生电解作用，金属的光滑层因电解而逐渐变得粗糙。
在机械剥蚀、化学腐蚀和电化学的共同作用下，金属表面很快出现蜂窝状的麻点，并逐渐形成空洞而损坏，这种现象称之为汽蚀。
汽蚀依据发生的位置不同分为以下三种：1）叶面汽蚀：水泵安装过高，或流量偏离设计流量时，产生的汽蚀现象，其汽泡的形成和溃灭基本上发生在叶片的正面和反面。
2）间隙汽蚀：在离心泵密封环与叶轮外缘的间隙处，由于叶轮进出水侧的压力差很大，导致高速回流，造成局部压降，引起间隙汽蚀，轴流泵叶片外缘与泵壳之间很小的间隙内，在叶片正反面压力差的作用下，也因间隙中的反向流速大，压力降低，在泵壳对应叶片外缘部位引起间隙汽蚀。
如何提高离心泵抗汽蚀性能
如何提高离心泵抗汽蚀性能福建南平农校李高寿内容摘要:从离心泵发生汽蚀的原因、危害中找出抗汽蚀性能的方法，一是确定泵的安装高度。
二是改进叶轮入口的几何形状。
三是采用抗汽蚀材料。
四是采用诱导轮。
关键词:机械剥蚀、允许吸上真空度、汽蚀余量、冲角我们在检修离心泵时，常常发现在叶片入口边靠近前盖板处和叶片入口边缘附近有许多麻点和蜂窝状凹坑或严重地破坏原有结构，甚至有的叶片和盖板被穿透的现象。
这就是由于汽蚀所引起的破坏，在离心泵运行中产生了噪音和振动，并伴随着流量、扬程、效率的降低而不能工作。
一、离心泵发生汽蚀的原因。
汽蚀现象是水和汽变化的物理特性，水在一定温度和汽化压力下促使它们相互转化。
由于离心泵在高速旋转的叶轮对液体作功，使液体能量增加，在相互作用过程中，液体的速度和压力在不断变化，而叶轮入口处是压力最低的地方，就会有蒸汽及溶解在液体中的气体从液体中大量逸出，形成许多蒸汽与气体混合的小气泡。
这些小汽泡随液体流到高压区时，气泡在高压区受压破裂而重新凝结。
在凝结过程中，液体质点从四周向气泡中心加速运动，在凝结的瞬间，质点互相撞击，产生很高的局部压力。
这些气泡如果在金属表面附近破裂而凝结，则液体质点就象无数小弹头一样，连续打击在金属表面上。
在压力很大、频率很高的连续打击下，金属表面逐渐因疲劳而破坏，这就是机械剥蚀作用。
在所产生的气泡中还有化学腐蚀作用，在气泡中的氧等活泼气体在借助气泡凝结时所放出的热量，对金属起化学腐蚀。
金属在气泡的机械剥蚀和化学腐蚀的共同作用下，加快了损坏速度，发生汽蚀的部位很快就被破坏成蜂窝或海绵状，使泵的性能下降，寿命缩短，直至无法工作。
针对汽蚀的破坏，从离心泵发生汽蚀原因中找出抗汽蚀性能的方法。
首先注意离心泵的安装高度。
泵的安装高度必须小于某一定值，也就是泵轴心线距液面的垂直高度(即吸上真空度)，以确保叶轮内各处压力均高于液体的饱和蒸气压，避免产生汽蚀。
当离心泵吸入口处为绝对真空时，压力为10.33米汞柱高度，而吸入口处是不可能达到绝对真空的。
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长沙自平衡多级泵厂整理 水泵的汽蚀的危害毋庸置疑是最头疼的问题，尤其流量较大的立式多级离心泵系列中的大型锅炉给水泵，还有高质量的船用水泵等。
因而，我们生产和使用水泵必须提高水泵的抗汽蚀性能和防止汽蚀的发生。
防止汽蚀发生的措施有哪些呢？
首先我们了解一个名词NPSH：汽蚀余量
所以想要防止发生汽蚀必须提高NPSH。
其措施如下：
1、减小几何吸上高度Ｈ或增加几何倒灌高度。
2、减小吸入损失，为此可以设法增加管径，尽量减小管路长度，弯头和附件等。
3、防止长时间在大流量下运行。
4、在同样转速和流量下，采用双吸泵，因减小进口流速，泵不易发生汽蚀。
5、泵发生汽蚀时，应该把流量调小或降速运行。
6、泵吸水池的情况对泵汽蚀有重要影响。
7、对于苛刻条件下运行的泵，为避免汽蚀破坏，可使用耐汽蚀的材料。
这是一些理论上防止水泵汽蚀的方式、方法。
还有一种是采用诱导轮，我们下次分析。