汽蚀余量计算方法和例子

汽蚀余量计算方法和例子汽蚀余量[]基本概念泵在工作时液体在叶轮的进口处因一定真空压力下会产生汽体，汽化的气泡在液体质点的撞击运动下，对叶轮等金属表面产生剥蚀，从而破坏叶轮等金属，此时真空压力叫汽化压力，余量是指在泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量。

单位用米标注，用（NPSH）r。

吸程即为必需汽蚀余量Δh：即泵允许吸液体的真空度，亦即泵允许的安装高度，单位用米。

吸程=标准大气压（10.33米）-临界汽蚀余量-安全量（0.5米）标准大气压能压管路真空高度10.33米。

[]汽蚀现象液体在一定温度下，降低压力至该温度下的汽化压力时，液体便产生汽泡。

把这种产生气泡的现象称为汽蚀。

汽蚀时产生的气泡，流动到高压处时，其体积减小以致破灭。

这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。

泵在运转中，若其过流部分的局部区域（通常是叶轮叶片进口稍抽送液体的绝对压力降低到当时温度下的因为某种原因，后的某处）．汽蚀余量计算方法和例子液体汽化压力时，液体便在该处开始汽化，产生大量蒸汽，形成气泡，当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时，气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。

在气泡凝结破裂的同时，液体质点以很高的速度填充空穴，在此瞬间产生很强烈的水击作用，并以很高的冲击频率打击金属表面，冲击应力可达几百至几千个大气压，冲击频率可达每秒几万次，严重时会将壁厚击穿。

在水泵中产生气泡和气泡破裂使过流部件遭受到破坏的过程就是水泵中的汽蚀过程。

水泵产生汽蚀后除了对过流部件会产生破坏作用以外，还会产生噪声和振动，并导致泵的性能下降，严重时会使泵中液体xx，不能正常工作。

[]汽蚀余量指泵入口处液体所具有的总水头与液体汽化时的压力头之差，单位用米（水柱）标注，用（NPSH）表示，具体分为如下几类：NPSHa——装置汽蚀余量又叫有效汽蚀余量，越大越不易汽蚀；NPSHr——泵汽蚀余量，又叫必需的汽蚀余量或泵进口动压降，越小抗汽蚀性能越好；NPSHc——临界汽蚀余量，是指对应泵性能下降一定值的汽蚀余量；汽蚀余量计算方法和例子[NPSH]——许用汽蚀余量，是确定泵使用条件用的汽蚀余量，通常取[NPSH]=（1.1～1.5）NPSHc。

NPSH----实际汽蚀余量。

NPSH≥NPSHr+0.5m运转时，液体压力沿着泵xx到叶轮xx而下降，在叶片xx附近的K 点上，液体压力pK最低。

此后由于叶轮对液体作功，液体压力很快上升。

当叶轮叶片xx附近的压力pK小于液体输送温度下的饱和蒸汽压力pv时，液体就汽化。

同时，使溶解在液体内的气体逸出。

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，则汽泡又重新凝结溃灭形成空穴，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，使局部的压力骤然增加(有的可达数百个大气压)。

这样，不仅阻碍液体正常流动，尤为严重的是，如果这些汽泡在叶轮壁面附近溃灭，则液体就像无数个小弹头一样，连续地打击金属表面。

其撞击频率很高(有的可达2000～3000Hz)，于是金属表面因冲击疲劳而剥裂。

如若汽泡内夹杂某种活性气体(如氧气等)，它们借助汽泡凝结时放出的热量(局部温度可达200～300℃)，还会形成热电偶，产生电解，形成电化学腐蚀作用，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、高频冲击负荷，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气蚀。

离心泵最易发生气蚀的部位有：汽蚀余量计算方法和例子a.叶轮曲率最大的前盖板处，靠近叶片进口边缘的低压侧；b.压出室中蜗壳隔舌和导叶的靠近进口边缘低压侧；c.无前盖板的高比转数叶轮的xx外圆与壳体之间的xx间隙以及xx 的低压侧；d.多级泵中第一级叶轮。

[]提高离心泵抗气蚀性能措施a.提高离心泵本身抗气蚀性能的措施(1)改进泵的吸入口至叶轮附近的结构设计。

增大过流面积；增大叶轮盖板进口段的曲率半径，减小液流急剧加速与降压；适当减少叶片进口的厚度，并将叶片进口xx，使其接近流线形，也可以减少绕流叶片头部的加速与降压；提高叶轮和叶片进口部分表面光洁度以减小阻力损失；将叶片进口边向叶轮进口延伸，使液流提前接受作功，提高压力。

(2)采用前置诱导轮，使液流在前置诱导轮中提前作功，以提高液流压力。

(3)采用双吸叶轮，让液流从叶轮两侧同时进入叶轮，则进口截面增加一倍，进口流速可减少一倍。

．汽蚀余量计算方法和例子(4)设计工况采用稍大的正冲角，以增大叶片进口角，减小叶片进口处的弯曲，减小叶片阻塞，以增大进口面积；改善大流量下的工作条件，以减少流动损失。

但正冲角不宜过大，否则影响效率。

(5)采用抗气蚀的材料。

实践表明，材料的强度、硬度、韧性越高，化学稳定性越好，抗气蚀的性能越强。

b.提高进液装置有效气蚀余量的措施(1)增加泵前贮液罐中液面的压力，以提高有效气蚀余量。

(2)减小吸上装置泵的安装高度。

(3)将上吸装置改为倒灌装置。

(4)减小泵前管路上的流动损失。

如在要求范围尽量缩短管路，减小管路中的流速，减少弯管和阀门，尽量加大阀门开度等。

以上措施可根据泵的选型、选材和泵的使用现场等条件，进行综合分析，适当加以应用。

[]计算公式什么叫气蚀余量？什么叫吸程？各自计量单位及表示字母？答：泵在工作时液体在叶轮的进口处因一定真空压力下会产生液汽化的气泡在液体质点的撞击运动下叶轮等金属表面产生剥体汽体，汽蚀余量计算方法和例子落，从而破坏叶轮等金属，此时真空压力叫汽化压力，气蚀余量是指在泵吸入口处单位重量液全所具有的超过汽化压力的富余能量。

单位为米液柱，用（NPSH）r表示。

吸程即为必需气蚀余量Δ/h：即泵允许吸液体的真空度，亦即泵允许几何安装高度。

单位用米。

吸程=标准大气压（10.33米）--气蚀余量--安全量（0.5）标准大气压能压上管路真空高度10.33米例如：某泵必需气蚀余量为4.0米，求吸程Δh （早5.67米高度内可避免汽蚀）解：Δh=10.33-4.0-0.5=5.67米●例子：1公斤的压力下,水的饱和温度为100度,超过100度,部分水要气化,变成水蒸汽, M: x/ I! _& M+ \2 P1 b* P4 n8 _$ x2 E' ?* K0 ]2 K% ?3 X9 J+ i此时的水如果流进泵的xx,由于管阻力的原因,压力减少为0.8公斤,水将发生汽化,: e: f: r1 z$ r1 W% w4 f ` N1 y x4 M/ H6 D2 Y, @$ Q为了不汽化,将进水压力由1公斤增压到1.5公斤,这时泵xx压力为1.3公斤,! d% E, p& L; }9 g) C ~4 H' `, ^* h1 d: n; u- x公斤的富裕压头就是防止泵汽蚀的汽蚀余量0.3．汽蚀余量计算方法和例子●必需汽蚀余量：单位重量液体从泵吸入口截面至泵压强最低点的压降。

这个参数反映的是泵本身的汽蚀特性。

泵吸入口压强一定的话，必需汽蚀余量越大，证明泵压强最低点压强越低，泵就越容易汽化。

W' k0 d- h4 n8 U1 N4 d) R有效汽蚀余量：在泵的入口处，单位重量液体具有的超过汽化压强的富裕能量。

这个参数越大，泵汽蚀的可能性就越小。

) k9 L! K3 y# P, s: L) Z装置汽蚀余量=有效汽蚀余量，两者是一个意思●汽蚀余量主要是衡量泵吸上能力的一个参数。

我们都知道一个标准大气压约等于10m水柱，也就是说如果把泵放到一个很 , u% P+ q$ ?7 u4 k' C# v泵最大的可能性这时让泵将水向外排，深的水池子上面，水面与大气是相通的，的地方，是使水面下降到与泵轴线垂直距离10m其排这时的水面也不可能再下降了。

如果泵继续运转，泵也无法向外继续送水，出的将是气，这种状态，我们把它叫汽蚀。

但0 F( L0 H6 k! E& e/距离，多少会剩下一部分。

实际上泵是无法完全让水面下降到与其轴线垂直10m 为单位来计算的话，就剩下这部分水如果也以m20℃通常这个值是泵厂以是这台泵的汽蚀余量，也叫泵的必需汽蚀余量NPSHr，清水在泵的额定流量下测定的，单位是米。

, |2 w/ c4 z* \1 n NPSHr越小说明泵的吸上性能越好。

2 L u' y$ Y8 b' Y泵入口的阻力通常是由但在现实工况中，泵不都是垂直安放在液面上的，于入口管路的摩擦力、入口弯头、阀门的阻力造 O o$ ~2 y$ j% ]# S3 B% ]: b即由泵以外的装置系统确成的，而不是由泵吸入管内的液体的垂直重力造成的，定的。

这种装置汽蚀余量NPSHa，也叫有效汽蚀余量或可用汽蚀余量，单位也是米。

其数值是即定的，也就是管路装置确定了， NPSHa其也就确定了。

+ o8 z; d; X* v * k0 P) r+ h% \; M* U9 _* d% m 那么，既然装置汽蚀余量NPSHa确定了，如何保证泵正常工作，不发生汽和装置NPSHr蚀呢？那就必需使泵的必需汽蚀余量汽蚀余量计算方法和例子NPSHa-NPSHr≥S。

间有一个安全裕量S，即满足汽蚀余量NPSHa 。

0.6～1.0m 对于一般离心泵，S通常取允许吸●允许吸上真空度与临界汽蚀余量的关系说明如下：上真空度是将试验得出的临界吸上真空度换算到大气压为量xx0.3m的安全0.101325MPa和水温为20°C的标准状况下，减去临界汽蚀余量与允许吸上真空度之间的关系按下式计后的数值。

算：-(Pv)×106/pg+v21/2gPv)×106/pg+v21/2g-Hsc=(Pb-(NPSH)c=(Pb-（绝Pb——大气压力(NPSH)c ——临界汽蚀余量，m；Hsa+0.3) 式中：——被输送液体的密pMPaPv ——汽化压力（绝对），；对），MPa；——进口V19.81）；——自由落体加速度，kg/m3；gm/s2（取度，——允许吸；Hsa；Hsc——临界吸上真空度，mm/s断面处平均速度，。

上真空度，m管道离心泵的安装关键技术：水泵安装高度即吸程选用一、离 心泵的关键安装技术管道离心泵的安装技术关键在于确定水泵安装高度(即吸程)。

这它与允许吸上真个高度是指水源水面到水泵叶轮中心线的垂直距离，汽蚀余量计算方法和例子空高度不能混为一谈，水泵产品说明书或铭牌上标示的允许吸上真空高度是指水泵进水口断面上的真空值，而且是在1标准大气压下、水温20摄氏度情况下，进行试验而测定得的。

它并没有考虑吸水管道配套以后的水流状况。

而水泵安装高度应该是允许吸上真空高度扣除了吸水管道损失扬程以后，所剩下的那部分数值，它要克服实际地形吸水高度。

水泵安装高度不能超过计算值，否则，水泵将会抽不上水来。