汽蝕余量

液體在一定溫度下，降低壓力至該溫度下的汽化壓力時，液體便產(chǎn)生汽泡。把這種產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象稱為汽蝕。汽蝕時產(chǎn)生的氣泡，流動到高壓處時，其體積減小以致破滅。這種由于壓力上升氣泡消失在液體中的現(xiàn)象稱為汽蝕潰滅。

泵在運轉(zhuǎn)中，若其過流部分的局部區(qū)域(通常是葉輪葉片進口稍后的某處)因為某種原因，抽送液體的絕對壓力降低到當(dāng)時溫度下的液體汽化壓力時，液體便在該處開始汽化，產(chǎn)生大量蒸汽，形成氣泡，當(dāng)含有大量氣泡的液體向前經(jīng)葉輪內(nèi)的高壓區(qū)時，氣泡周圍的高壓液體致使氣泡急劇地縮小以至破裂。在氣泡凝結(jié)破裂的同時，液體質(zhì)點以很高的速度填充空穴，在此瞬間產(chǎn)生很強烈的水擊作用，并以很高的沖擊頻率打擊金屬表面，沖擊應(yīng)力可達幾百至幾千個大氣壓，沖擊頻率可達每秒幾萬次，嚴(yán)重時會將壁厚擊穿。

在水泵中產(chǎn)生氣泡和氣泡破裂使過流部件遭受到破壞的過程就是水泵中的汽蝕過程。水泵產(chǎn)生汽蝕后除了對過流部件會產(chǎn)生破壞作用以外，還會產(chǎn)生噪聲和振動，并導(dǎo)致泵的性能下降，嚴(yán)重時會使泵中液體中斷，不能正常工作。

a.提高離心泵本身抗氣蝕性能的措施

(1)改進泵的吸入口至葉輪附近的結(jié)構(gòu)設(shè)計。增大過流面積;增大葉輪蓋板進口段的曲率半徑，減小液流急劇加速與降壓;適當(dāng)減少葉片進口的厚度，并將葉片進口修圓，使其接近流線型，也可以減少繞流葉片頭部的加速與降壓;提高葉輪和葉片進口部分表面光潔度以減小阻力損失;將葉片進口邊向葉輪進口延伸，使液流提前接受作功，提高壓力。

(2)采用前置誘導(dǎo)輪，使液流在前置誘導(dǎo)輪中提前作功，以提高液流壓力。

(3)采用雙吸葉輪，讓液流從葉輪兩側(cè)同時進入葉輪，則進口截面增加一倍，進口流速可減少一倍。

(4)設(shè)計工況采用稍大的正沖角，以增大葉片進口角，減小葉片進口處的彎曲，減小葉片阻塞，以增大進口面積;改善大流量下的工作條件，以減少流動損失。但正沖角不宜過大，否則影響效率。

(5)采用抗氣蝕的材料。實踐表明，材料的強度、硬度、韌性越高，化學(xué)穩(wěn)定性越好，抗氣蝕的性能越強。

b.提高進液裝置有效氣蝕余量的措施

(1)增加泵前貯液罐中液面的壓力，以提高有效氣蝕余量。

(2)減小吸上裝置泵的安裝高度。

(3)將上吸裝置改為倒灌裝置。

(4)減小泵前管路上的流動損失。如在要求范圍盡量縮短管路，減小管路中的流速，減少彎管和閥門，盡量加大閥門開度等。

(5)降低泵入口工質(zhì)介質(zhì)溫度(當(dāng)輸送工質(zhì)接近飽和溫度時)。

以上措施可根據(jù)泵的選型、選材和泵的使用現(xiàn)場等條件，進行綜合分析，適當(dāng)加以應(yīng)用。

汽蝕余量指泵入口處液體所具有的總水頭與液體汽化時的壓力頭之差，單位用米(水柱)標(biāo)注，用(NPSH)表示，具體分為如下幾類:

NPSHa--裝置汽蝕余量又叫有效汽蝕余量，越大越不易汽蝕;

NPSHr--泵汽蝕余量，又叫必需的汽蝕余量或泵進口動壓降，越小抗汽蝕性能越好;

NPSHc--臨界汽蝕余量，是指對應(yīng)泵性能下降一定值的汽蝕余量;

[NPSH]--許用汽蝕余量，是確定泵使用條件用的汽蝕余量，通常取[NPSH]=(1.1~1.5)NPSHc。

離心泵運轉(zhuǎn)時，液體壓力沿著泵入口到葉輪入口而下降，在葉片入口附近的K點上，液體壓力pK最低。此后由于葉輪對液體作功，液體壓力很快上升。當(dāng)葉輪葉片入口附近的壓力pK小于液體輸送溫度下的飽和蒸汽壓力pv時，液體就汽化。同時，使溶解在液體內(nèi)的氣體逸出。它們形成許多汽泡。當(dāng)汽泡隨液體流到葉道內(nèi)壓力較高處時，外面的液體壓力高于汽泡內(nèi)的汽化壓力，則汽泡又重新凝結(jié)潰滅形成空穴，瞬間內(nèi)周圍的液體以極高的速度向空穴沖來，造成液體互相撞擊，使局部的壓力驟然增加(有的可達數(shù)百個大氣壓)。這樣，不僅阻礙液體正常流動，尤為嚴(yán)重的是，如果這些汽泡在葉輪壁面附近潰滅，則液體就像無數(shù)個小彈頭一樣，連續(xù)地打擊金屬表面。其撞擊頻率很高(有的可達2000~3000Hz)，于是金屬表面因沖擊疲勞而剝裂。如若汽泡內(nèi)夾雜某種活性氣體(如氧氣等)，它們借助汽泡凝結(jié)時放出的熱量(局部溫度可達200~300℃)，還會形成熱電偶，產(chǎn)生電解，形成電化學(xué)腐蝕作用，更加速了金屬剝蝕的破壞速度。上述這種液體汽化、凝結(jié)、沖擊、形成高壓、高溫、高頻沖擊負(fù)荷，造成金屬材料的機械剝裂與電化學(xué)腐蝕破壞的綜合現(xiàn)象稱為汽蝕。

離心泵最易發(fā)生汽蝕的部位有:

a.葉輪曲率最大的前蓋板處，靠近葉片進口邊緣的低壓側(cè);

b.壓出室中蝸殼隔舌和導(dǎo)葉的靠近進口邊緣低壓側(cè);

c.無前蓋板的高比轉(zhuǎn)數(shù)葉輪的葉梢外圓與殼體之間的密封間隙以及葉梢的低壓側(cè);

d.多級泵中第一級葉輪。

什么叫汽蝕余量?什么叫吸程?各自計量單位及表示字母?

答:泵在工作時液體在葉輪的進口處因一定真空壓力下會產(chǎn)生液體汽體，汽化的氣泡在液體質(zhì)點的撞擊運動下葉輪等金屬表面產(chǎn)生剝落，從而破壞葉輪等金屬，此時真空壓力叫汽化壓力，氣蝕余量是指在泵吸入口處單位重量液體所具有的超過汽化壓力的富余能量。單位為米液柱，用(NPSH)r表示。

吸程即為必需汽蝕余量Δ/h:即泵允許吸液體的真空度，亦即泵允許幾何安裝高度。單位用米。吸程=標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(10.33米)--汽蝕余量--管道損失--安全量(0.5)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓能壓上管路真空高度10.33米

例如:某泵汽蝕余量為4.0米，求吸程Δh

解:Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米