泵与风机 4 泵的汽蚀

第四章 泵的汽蚀
悠然雅静 3 第一节 汽蚀现象及其对泵工作的影响
1. 汽蚀的产生
?因此，凝结→水蒸汽的凝结就全等于体积的快速 缩小→在瞬时造成局部真空→四周的水就以高速 向真空地带集结。
?这一过程进行的非常短暂，大约只有 0.003～ 0.005秒。
?而水的集结速度也非常之高，达 130m/s 以上。
?压力降低 → ?低于饱和压力时液体汽化 → ?形成气泡 → ?压力升高 → ?高于饱和压力时气泡凝结 → ?形成真空 → ?四周的水以高速高冲击力向
真空地带集结 → ?对壁面造成冲击 → ?久而久之，汽蚀。
第四章 泵的汽蚀
悠然雅静 3 第一节 汽蚀现象及其对泵工作的影响
2. 汽蚀的危害 1) 对叶轮造成破坏
?书上第99页有一表4-2列出了这一一一对应关系， 从表中可知，当温度为100℃时，水的饱和压力 为10.31mH 2O(101322Pa )，而温度为20 ℃时饱 和压力仅有0.24mH 2O (2334Pa )，即在20℃(常温) 时，当水的压力降低到此值时，水就会汽化 (沸腾、 饱和、开锅)。
第二节
汽蚀余量
第四章 泵的汽蚀
悠然雅静 3
第二节 汽蚀余量
一、基本概念
?1. 泵的汽蚀余量 (必需汽蚀余
量)? hr或NPSH r
?在实际运行过程中发现，某一台 泵在运行发生汽蚀，但换上另一 台泵之后，汽蚀现象就消失了；
?另外用同一台泵时，当吸入装置发生变化时，也可能从 汽蚀变成不汽蚀或者相反。
?这说明，泵的汽蚀发生与否，不但与泵本身有关，还和 吸入装置有关。
?这些问题都是本部分的主要内容。
?该部分可能较难，因涉及的新概念、新公式较多， 且有一个0.3的问题。
第四章 泵的汽蚀
悠然雅静 3 第一节 汽蚀现象及其对泵工作的影响
1. 汽蚀的产生
?从热力学可知，水在常压下，当温度达到一定值 时开始沸腾——汽化。反过来，在温度一定时， 压力越低，就越容易汽化。也就是说，汽化时的 压力和温度有一一对应的关系——饱和。
?这种工况叫ห้องสมุดไป่ตู้裂工况，使性能迅速恶化，图 4-3～4-5。
?比转速较小时，因流道细长，较窄，更容易堵塞，即更 容易断裂。
?比转速较大时，正好相反。
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2. 汽蚀的危害
3) 产生噪音和振动 ?水壶开以前响的原因。
?泵内，由于高速、高压、气泡多且破裂时，噪音可想而 知。
?但是，泵的目的是提高水的压力。吸入口处的压 力降低只是暂时的，随着流体在流道中的流动， 压力会越来越高。
?到达K2点后，流体中的压力已 高于水的饱和压力。
?再向上升，pst>pv,亦即这些 气泡会凝结。
?我们知道，水蒸汽的体积远大于水的体积， 20℃ 时水的比容是0.001,而水蒸汽的比容是57.83,即蒸 汽的体积是水的5万倍。(5℃时为15.7万倍)
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2. 汽蚀的危害
2) 使泵的性能下降：
?汽蚀程度较小时，对性能的影响不大 (有时，因有气泡， 在气泡数适当时，还可减小液固之间的摩擦力，反倒使 效率有所提高 )，但该情况属于潜伏汽蚀，此时材料同样 会遭受冲击，慢慢剥蚀，应特别注意。
?当气泡数量很多时，因气体的体积远大于水的体积，大 部分流道被气泡占据，输送的流体数量明显减少 ——堵 塞。
?所以会产生较大的冲击力。
?如果这个气泡是在壁面上，也就是在叶轮的某处 破裂时，这些冲击力都朝着金属表面释放，在这 么高的速度，这么大的冲击力作用下，再好的金 属也承受不起，就会对材料造成破坏。
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1. 汽蚀的产生 ?这就是汽蚀产生的过程：
?所以，研究汽蚀，应从 泵和吸入装置两个方面着手。
第四章 泵的汽蚀
悠然雅静 3
一、基本概念（p100）
?1. 泵的汽蚀余量(必需汽蚀余
量)? hr或NPSH r
?与泵有关的汽蚀参数叫泵的必
需汽蚀余量? hr，NPSH r。
?定义：单位重量的液体从泵的 吸入口流至叶轮叶片压力最低 处时的压力降低叫泵的必需汽 蚀余量。
?溴化锂吸收式制冷机的工作原理。
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1. 汽蚀的产生
? 另一方面，从泵的工作原理知，泵是靠在吸入 口处产生真空而由大气压力把水池中的水压入 泵中的。因此，在泵的吸入口处希望能维持一 定的真空度。
? 是不是压力越低越好呢？不是，我们希望的是 在能购正常工作的前提下，泵吸入口处的压力 越高越好。
?该值越小，说明进入泵后的压 力降低就越小，从以上泵发生 汽蚀的过程来看，就越不易发 生汽蚀。
第二节 汽蚀余量
第四章 泵的汽蚀
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一、基本概念 ?1. 泵的汽蚀余量(必需汽蚀余量)? hr或
NPSH r 入口的压力降低主要是由于入口处的阻
力、截面突变、转向引起的局部阻力。 从泵的工作原理知，s-s面是处于真空 状态 ?而实际上这儿并不是泵中压力最低处 ?因转弯、冲击、阻力等原因，流体经 过s-s后压力仍继续降低，知道k处达 到最低
? 因为，压力较低时，当达到某一值(对应温度下 的饱和压力)后，此处的水就会产生汽化。另外 由于压力较低，在常压下溶解在水中的一些其 他气体也开始释放出来，从而形成一定数量的 气泡。
? 有气泡也可能没有什么了不起的…………？
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悠然雅静 3 第一节 汽蚀现象及其对泵工作的影响
1. 汽蚀的产生
?又，冲击会引起振动，有时还会产生共振，引起破坏。
?但这些情况可告诉我们泵内已发生了汽蚀，提醒我们采 取措施。
?因此，由于有如此之多的危害，必须防止，否则不但造 成破坏，而且可能无法工作。
?要防止汽蚀的产生，就要知道汽蚀产生的机理及影响因 素，这些是我们以下要讨论的重点。
第四章 泵的汽蚀
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第四章
泵 的 汽蚀
第四章 泵的汽蚀
悠然雅静 3
第一节
概述
第四章 泵的汽蚀
悠然雅静 3 第一节 汽蚀现象及其对泵工作的影响
?在前面的课程中，曾不止一次的提到汽蚀问题， 如提高转速时会发生汽蚀，安装高度、叶轮参数 对性能的影响等问题时，都涉及到汽蚀问题。
?那么到底什么是汽蚀呢？汽蚀又有什么危害？转 速和安装高度等又是如何影响汽蚀的呢，又应如 何防止汽蚀的发生呢？