泵的汽蚀报告

,*,泵的汽蚀,Contents,汽蚀现象及危害,汽蚀余量,汽蚀类型,防止汽蚀的措施,1,2,3,4,液体在从泵吸人口流到叶片进口前，会因流速增加和流阻损失而压力进一步下降,当,Q,小于设计,Q,时,，液流在进口撞击叶片正面，最低压力在叶片进口处靠近前盖板的叶片背面上.如图,K2,处。,泵,Q,超过设计,Q,时,，,液流,撞击叶片背面，最低压力部位在叶片进口靠近前盖板的叶片正面上，如图,K1,处,一、汽蚀现象及危害,汽蚀现象,气体产生,如液体,P,降低到,Pv,或更低时，液体会汽化产生汽泡，还有原来溶于液体现因,P,降低而逸出的气体。,气泡破灭,流到高压区，迅速凝结，气体重新溶人液体，造成局部真空，四周液体质点以极大速度冲来，互相撞击，产生局部高达几十,MPa,的压力,由于气泡产生和凝结造成局部高温、高压、高频的冲击负荷，对液道造成机械剥裂和电化学腐蚀破坏的现象称为,汽蚀,气蚀现象,低压区,产生气泡高压区气泡破裂产生局部真空水力冲击发生振动、噪音，对部件产生麻点、蜂窝状的破坏现象。,汽蚀过程,电化学腐蚀,高压水击,气泡凝结,液体汽化,汽蚀主要发生在,叶轮外缘叶片及盖板、涡壳或导轮,处，并产生麻点和蜂窝状的破坏，不会发生在叶片进口处,材料破坏,过流部件产生剥蚀和腐蚀破坏，影响机组寿命,性能下降,汽蚀发展严重时，大量汽泡的存在会堵塞流道的截面，减少流体从叶轮获得的能量，导致扬程下降，流量减少，效率也降低,汽蚀危害,高温、高压、高频冲击负荷及电化学腐蚀作用,泵,噪音和振动强烈,影响泵的安全稳定运行,汽蚀余量,有效汽蚀余量：是指液体自吸入液面到泵的入口法兰处，单位重量液体所具有的能量比汽蚀时液体的静压能所高出的那部分能量，用,NPSH,a,表示,必须汽蚀余量：是指泵入口法兰处单位重量液流到达叶轮内部压力最低点,K,处的静压能的降低值，用,NPSH,r,表示,二、汽蚀余量,Z,As,p,A,K,s,离心泵的安装高度,A,在,A,与,s,之间列柏努利方程得：,整理后有,其中：,有效汽蚀余量,NPSH,a,式中：,C,s,、,p,s,泵叶轮吸口处液体流速和此处压力,。,Z,As,泵吸入高度（即泵安装高度）。,h,f(A-s),泵吸入管内流动阻力损失。,上式可写为：,式中,P,A,吸入液面此处压力,。,Z,As,泵吸入高度（即泵安装高度）。,h,f(A-s),泵吸入管内流动阻力损失。,NPSH,a,称为有效汽蚀余量,有效汽蚀余量,的意义：,标志泵抗汽蚀性能的好坏，它与吸入管特性和液体的汽化压力有关；与泵本身无关。,有效汽蚀余量越大，泵越不容易发生汽蚀。,必需的汽蚀余量,NPSH,r,NPSH,r,：是指泵为了避免汽蚀所必需的汽蚀余量。取决于泵进口部分的几何形状、转速和流量，反映液体进泵后压力进一步降低的程度，与吸入条件及所吸液体的,pv,值无关,是泵的特性参数，,一般由泵厂用,20,的清水在额定流量下根据试验确定泵必需的汽蚀余量,。,式中：,c,0,、,w,0,液流进入液道前的绝对速度、,相对速度,。,1,液流自泵吸入法兰面到泵叶轮叶道之间由绝对速度及流动损失引起的压降系数，一般取,1.0,1.3,。,2,液流绕流叶片的压降系数，无冲击损失时取,0.2,0.4,。,NPSHr,越小，泵的汽蚀性能越好,。,泵,汽蚀,判断：,NPSH,a,NPSH,r,不发生汽蚀,NPSH,a,=,NPSH,r,开始发生汽蚀,NPSH,a,NPSH,r,严重汽蚀,一般而言，当,NPSH,a,=,NPSH,r,开始发生汽蚀。在实际应用中为了安全起见，通常采用许用汽蚀余量,NPSH,作为汽蚀发生的判据，一般,许用汽蚀余量,的取值范围为：,许用汽蚀余量：,NPSH=,（,1.11.3,）,NPSH,r,安全系数：,n=1.11.3,离心泵不发生汽蚀的条件：,NPSH,a,NPSH,泵的安装高度计算,前面导出公式：,安装高度：,则：,许用安装高度：,讨论：,（,1,）,NPSH,r,允许由实验测定，不同型号的泵其值不同，由厂家出厂前由实验测定；测定条件为：液面压力为标准大气压，流体为水，水温,20,；,（,2,）当进口管路无阻力，液面压力为标准大气压，,u,A,=0,，不考虑饱和蒸汽压影响时，,z,s,=10.33m,是泵安装高度的极限；,（,3,）当进口管路阻力增大时，允许安装高度降低，故应尽可能减小吸入管路的阻力；如：,*吸入管路尽量短，少走弯路；,*进口管路直径一般大于出口管路直径；,*进口管路上避免不必要的管件，如泵装于液面下可免装止逆阀（并且启动前不用灌泵），流量调节阀装于出口管路；,（,4,）实际生产过程中，管路的流量有可能发生变化，那么此时吸入管路的阻力也发生变化；若流量增大则允许安装高度减小，所以为避免在实际操作中由于流量的提高或其他参数（如液体温度，液面压力等）的变化而出现汽蚀现象，允许安装高度按可能出现的最大流量计算并且实际安装高度应低于允许安装高度：,（,5,）对油泵通常给出允许汽蚀余量，当实际操作条件与允许汽蚀余量测定条件不同时，应进行校正：,对于油品,z,s2,z,s1,，可见吸高越大，,h,a,越小，断裂工况越向小流量方向移动，不发生汽蚀的流量范围越小。,n,s,不同的泵受汽蚀影响的情况不同，汽蚀特性曲线也有差异。,中、低,n,s,的离心泵叶片流道比较窄长，发生汽蚀后汽泡很快就会布满流道，使扬程、效率急剧下降，其特性曲线具有明显的断裂点,其中低,ns,的泵发生汽蚀后很快就会造成断流，难以出现稳定汽蚀的工况,高,n,s,的离心泵和混流泵或叶轮进口直径大的高汽蚀性能离心泵，叶片间的流道短而宽，所以汽泡发生后不会迅即布满流道，从而使特性曲线在达到断裂点之前有较长的一段扬程和效率逐渐下降的部分,NPSH,a,NPSH,r,H,当有效气蚀,NPSH,a,降到低于必需气蚀余量,NPSH,r,时，产生噪音、振动、压头明显降低，称不稳定气蚀区。,当有效气蚀,NPSH,a,进一步降低，噪音和振动并不强烈，压头和流量脉动消失，特性曲线呈一条下垂线，称“断裂工况”，也称“稳定气蚀”。,H,Q,气蚀特性曲线,NPSH,a3,NPSH,r,H,H,Q,NPSH,a2,NPSH,a1,Z,s3,Z,s2,Z,s1,不同的吸高,Zs,（,Zs,3,Zs,2,Zs,1,）吸高,Zs,越大，有效气蚀余量,NPSH,a,越小，断裂工况向小流量的方向移动泵，不发生气蚀的流量范围越小。,有效气蚀,NPSH,a,气蚀特性曲线,汽蚀类型,叶型汽蚀,间隙汽蚀,局部汽蚀,三、汽蚀类型,叶型汽蚀,：发生在水轮机转轮,叶片上的汽蚀。（如图,a),间隙汽蚀,：水流通过狭小的流,道与间隙时流速变大，从而引,起压力降低而产生负压所形成。,(,如图,b),图,a,图,b,叶型汽蚀,局部汽蚀,：水轮机过流部件局部凸凹不平时，也会引起局部真空形成局部气蚀。（如图,c,）,图,c,四、防止汽蚀的措施,两种方法：改进泵的结构形式或尺寸。,设计吸入管及吸入条件。,（一）改进泵的结构形式或尺寸,增大泵吸入口直径及叶轮叶片入口宽度和结构。,采用前置诱导轮，提高叶轮进口处吸入压力。,采用双吸式叶轮，使进口截面增大，流速减小。,合理设计叶片进口角度，减小流动损失。,采用抗汽蚀的材料，如不锈钢、稀土合金铸铁、高镍铬合金等。,叶轮结构改进图,前置诱导轮：,前置诱导轮式叶轮,降低泵安装高度，缩短吸入管线。,用大直径吸入管，去掉闸阀、弯头等，减少吸入管阻力。,增大液面压力，采用倒灌方式或其它灌注形式。,（二）合理设计吸入管及吸入条件,吸入装置,倒罐装置,Thank You!,