泵的汽蚀ppt课件
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。
《泵与风机》第四章—泵的汽蚀
n qV NPSH
3/ 4 r
const
吸入比转速s 中国习惯采用汽蚀比转速c
s
c
n qV NPSHr3 / 4
5.62 n qV NPSHr3 / 4
注意：n－转速，r/min； qV－体积流量，m3/s； NPSHｒ－必需汽蚀余量，m。
无因次汽蚀比转速ks
n qV 2 ks 60 ( gNPSHr ) 3 / 4 c 5.62 n qV NPSHr3 / 4
②比转速是以单吸入叶轮为标准来定义的 ③相似条件:只要求进口几何相似和流动相似 ④换算关系
托马(Thoma)汽蚀系数σ
NPSHrp NPSHrm D1 p n p D n 1m m
2
几何尺寸相似（进、出口） 相似工况下
2 2
NPSHrp NPSHrm
D1 p n p u p Hp D n u Hm 1m m m
w 2 w2 po p w w p k k k 1 o 则：g g 2g g wo 2g
2 k 2 o
2 k 1 令： wo
w
2
从而
2 po pk wo 2 g g 2g
消去几何 尺寸
NPSHrp qVp NPSH q rm Vm
2
np n m
4
4 2 nm qVm 3 3 NPSHrp NPSHrm
2 n 4 qVp p
n p qVp NPSH
3/ 4 rp
nm qVm NPSH
pabm pv vs2 [H s ] [ NPSH ] g g 2 g
水泵的汽蚀
第五章水泵的汽蚀主要内容(一)水泵汽蚀的产生和危害(二)水泵安装与产生汽蚀的关系(三)水泵的汽蚀余量(四)相似原理在汽蚀性能研究中的应用(五)水泵抗汽蚀性能的改进（一）水泵汽蚀的产生和危害1、水泵汽蚀的产生过程当水泵流道中的液体流动到某处的压力等于或低于相应的汽化压力P v时，液体会发生汽化产生大量汽泡，当汽泡流动到高压区，在高压作用下迅速凝结而破裂，对流道表面材料形成极大的、反复的冲击，造成疲劳侵蚀或剥蚀，即为水泵汽蚀的产生过程。
２水泵汽蚀的危害①噪声和振动水泵发生汽蚀过程中，从水泵吸入口（低压区域）到出水口（高压区域），大量的汽泡将不断地产生、发展、凝结、破裂所带来的反复不断高速的冲击和极大的脉动力，会伴随着会引起严重的噪声和剧烈的振动。
②对水泵材料产生破坏由于大量汽泡不断地产生、破裂带来高速冲击，形成极大脉动冲击力，反复不断作用在水泵流道表面，所谓“滴水穿石”，金属材料常常由于经受不起这种严峻考验而产生破坏或失效（P94图4-2）③水力性能大幅下降（P94图4-3）水泵发生汽蚀时由于大量汽泡堵塞流道的过流截面而使流量下降（流道越小越严重），同时改变了水流速度和方向，降低了流体从叶轮叶片所获能量，大大减小了水泵的扬程(二) 水泵安装与产生汽蚀的关系水泵是否产生汽蚀与水泵安装高度直接相关，如图中所示H g越大，泵入口S-S截面上的压力就会越低，则越容易发生汽蚀。
显然，H g不可能任意增大，一般应有个限定值，但作为用户又应该如何来确定H g呢？首先，以水面为基准列水面e–e至泵的进口s–s的“伯方”：e≈0,得：上式称为几何安装高度理论计算式，当右端第一项P e为大气压时，用户可知一般应Ｈg ＜10m，但还必须确定出其他变量，才能具体求解Ｈg，其中：V s──水泵进口流速，可由运行工况点的流量确定。
h w──吸入管道的流动损失，由用户管路设计所确定。
P s──水泵进口压力，与不同流量工况下的水泵自身的特性相关，用户难以确定。
水泵汽蚀
§4-2叶片泵的汽蚀性能
二、汽蚀余量 汽蚀余量有两种概念，一是装置汽蚀余
量，另一是必需汽蚀余量。
1．装置汽蚀余量（NPSH）a 2．必需汽蚀余量（NPSH）r
§4-2叶片泵的汽蚀性能
当 （NPSH）a>（NPSH）c时，装置
给水泵提供的汽蚀余量大于该泵临界汽 蚀余量，水泵不至于发生汽蚀。当
§4-1 水泵汽蚀
二、汽蚀类型 水泵常见汽蚀有三种类型。 1．叶面型汽蚀 2．间隙汽蚀 3．涡带汽蚀
4-1 离心泵汽蚀产生部位 1、5—叶片正面汽蚀；4—前盖 板汽蚀；2、3—叶片背面汽蚀。
图4-2 轴流泵汽蚀发 生部位
1——叶片正面汽蚀； 2——叶片背面汽蚀； 3——间隙汽蚀； 4——轮毂体表面汽 蚀；
§4-1 水泵汽蚀
三、汽蚀的危害 1、水泵性能恶化，2、水泵过流部件发
生破坏，3、产生噪音和振动 四、小结
§4-2叶片泵的汽蚀性能
一、汽蚀基本方程
泵在运行时是否产
vs2 2g
p汽
g
1
v02 2g
2
w12 2g
§4-3水泵安装高程的确定
二、安装高程的确定 （一）用必需汽蚀余量
（ NPSH）r计算H允吸
（二）用允许吸上 真空高度Hsa计算H允吸
§4-3水泵安装高程的确定
三、水泵安装高程的确定 水泵的安装高程为： 注意：（1）注意修正H允吸；
（2）轴流泵吸水高度 四、小结
1、水泵的汽蚀现象 2、水泵的汽蚀方程式 3、水泵安装高程的确定
第四章 水泵汽蚀与 安装高程的确定
§4-1 水泵汽蚀
§4-2 叶片泵的汽蚀性能
§4-3 水泵安装高程的确定
离心泵的汽蚀
cavitation
指泵的入口处的液体具有的压头与液体汽化 时的压头(饱和蒸汽压头pv /ρg）之差。
有效气蚀余量Δ ha ……泵工作时，实际具有的气蚀余量。 必需气蚀余量Δ hr ……为避免气蚀所必需的气蚀余量。 必需气蚀余量Δ hr很难用理论准确求得，均用试验确定。等于试验中 的临界气蚀余量Δ hc 加上0.3m。（ Δ hr＝ Δ hc+ 0.3m） 必需气蚀余量Δ hr取决于泵的结构型式和流量。 必需气蚀余量Δ hr和允许吸上真空高度Ｈｓ均由试验得出，均来表示 泵的吸入性能好坏。
武汉理工大学 轮机工程系
第五节 离心泵的汽蚀
H
cavitation
当有效气蚀Δha降到低于必需气蚀余 量Δhr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Δha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”。
三、气蚀特性曲线
而后K处压力迅速下降→， 发生工况点在B→C→O之间周而复始地循环， 发生周期性的水击、噪声和振动。
武汉理工大学 轮机工程系
复习思考题
1.《船舶辅机考试必备》中本节的全部习题。 2.离心泵的水力损失的含义是什么?它包括哪几部分损失? 3.为什么离心泵在设计工况运行时效率最高? 4.根据离心泵特性图说明用节流调节法如何能减少流量。并 指出节流造成的压头损失。 5.画出离心泵特性图说明回流阀开启后，回流管路与主管路 的合成特性曲线，并标出该工况下主管路和伺流管路流量。 6.画出两台H-Q特性相同的离心泵并联工作的特性曲线并说明 合成特性曲线的方法。标出并联后每台泵各自的工况点。 7.两台离心泵的H-Q曲线不相同，画出其并联工作的合成特性 曲线并说明，每台泵的工作状态有何不同。 8.离心泵的能量损失有哪几项?各自的含义是什么? 9.离心泵的定速特性曲线如何测定?测定哪些内容?
《泵与风机》第四章-泵的汽蚀
汽蚀实验与观测
通过实验手段对泵的汽蚀现象进行 观测和分析，加深对汽蚀现象的理 解和掌握。
未来发展趋势预测
高效节能泵的研究与应用
随着节能环保意识的提高，未来将会更加注重对高效节能 泵的研究和应用，以降低能耗和减少汽蚀现象的发生。
材料硬度
适当提高材料硬度可增强 材料的抗冲击性和抗疲劳 性，从而提高泵的汽蚀性 能。
04
防止和减轻汽蚀措施研究
改进泵结构设计
减小叶轮进口直径
通过减小叶轮进口直径，可以降低叶轮进口处的绝对速度和相对 速度，从而减小汽蚀的可能性。
增大叶轮叶片进口角
适当增大叶轮叶片进口角，可以改善叶片进口处的流态，减小汽蚀 的发生。
汽蚀危害实例分析
实例一
某电厂给水泵发生汽蚀，导致泵体振动、噪音增大、效率下降。经过检查发现， 给水泵入口滤网堵塞严重，导致泵入口压力降低，引发汽蚀。清理滤网后，泵 恢复正常运行。
实例二循环水温度过高、水中含有气体以及泵入口管道设计不合理是导致汽蚀的主要 原因。采取相应措施后，问题得到解决。
新材料在泵制造中的应用
新材料的应用可以提高泵的耐腐蚀性和抗汽蚀性能，未来 将会有更多新材料应用于泵的制造中。
智能化泵的发展
随着智能化技术的不断发展，未来泵的设计和制造将更加 智能化，能够实现实时监测和自动调节，提高泵的运行效 率和稳定性。
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汽泡形成
当液体所处环境的压力低于其饱和蒸汽压时，液体内部或表面的分子会挣脱束缚，迅速蒸 发形成气泡。这些气泡不断聚集和扩大，形成汽泡。
汽泡发展
随着汽泡的形成和扩大，它们会向高压区域移动。在这个过程中，汽泡内的蒸汽会不断凝 结，释放出潜热。同时，汽泡周围的液体会被加热并加速流动。
离心泵汽蚀课件
有效汽蚀余量NPSHa 1. 有效汽蚀余量NPSHa
泵的有效汽蚀余量是指泵的入口 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高出的 那部分能量。 那部分能量。
ps C pv NPSH a = + − ρg 2 g ρg
Ps-入口压力；cs-入口流速； 入口压力； 入口流速； pv-饱和蒸汽压
2 S
三 、汽蚀余量及判别式
在液体介质已定的情况下， 在液体介质已定的情况下，泵发生汽蚀的条件 泵本身和 两个方面决定的。 是由泵本身 吸入装置两个方面决定的 是由泵本身和吸入装置两个方面决定的。
有效汽蚀余量NPSHa 1. 有效汽蚀余量NPSHa
在吸入装置入口和泵入口法兰面 之间列柏努利方程
2 2 pA CA ps CS + + ZA = + + ZS + ∆HA−S CA ≈ 0 ρg 2g ρg 2g p A pv NPSH a = − − H g − ∆H A− S ρg ρg H g = Z s − Z A 安装高度） （安装高度） ∆H A− S：A − S的流动损失
四 、提高离心泵抗汽蚀的措施
四 、提高离心泵抗汽蚀的措施
四 、提高离心泵抗汽蚀的措施
四 、提高离心泵抗汽蚀的措施
三 、汽蚀余量及判别式
在液体介质已定的情况下， 在液体介质已定的情况下，泵发生汽蚀的条件 泵本身和 两个方面决定的。 是由泵本身 吸入装置两个方面决定的 是由泵本身和吸入装置两个方面决定的。
3. 汽蚀判别式 NPSHa=NPSHr NPSHa>NPSHr NPSHa<NPSHr 发生汽蚀临界值 不发生汽蚀 严重汽蚀
C w NPSH r = λ1 + λ2 2g 2g λ1 、λ2 ： 压降系数 C0 : 液流进入叶道前的绝对 速度 W0 : 液流进入叶道前的相对 速度
精品工程类本科大三课件《泵与风机》第2章 泵的汽蚀等
第四节 提高泵抗汽蚀性能的措施
I. 降低必需汽蚀余量以提高泵抗汽蚀性能的措施 II. 提高有效汽蚀余量以防止泵汽蚀的措施 III.运行中防止汽蚀的措施 IV. 首级叶轮采用抗汽蚀性能好的材料
（一）降低必需汽蚀余量以提高泵抗汽蚀 性能的措施
1. 多级泵首级叶轮采用双吸式
2. 加装诱导轮
• 诱导轮是与主叶轮同轴安装的一个类似轴 流式的叶轮，其叶片是螺旋形的，叶片安 装角小，一般取10°～12°，叶片数较少， 仅2—3片，而且轮毂直径较小，因此流道 宽而长。
密度 =995.6㎏/m3。由式（2-5）得修正后的吸上真空高度为：
[Hs ] [Hs ]
pa pV
g
10.33 0.24
5.5 9.51104 4236.5 10.33 0.24 4.716(m)
995.6 9.806
又因为：
s
qV A
4qV
d和吸入管路的流动损失。为了减小速度水头，在同一流量下， 可以选用直径稍大的吸入管路；吸入管段应尽可能的短，并 尽量减少如弯头等增加局部损失的管路附件。 • 允许吸上真空高度[Hs]的换算
[
H
g
]
[
H
s
]
2 s
2g
hw
在计算[Hg ]中必须注意以下三点：
（1）[Hs ](qV)。确定[Hg ]时，必须以泵在运行中可能
• 主叶轮前装诱导轮，使液体通过诱导轮升 压后流入主叶轮(多级泵为首级叶轮)，因 而提高了主叶轮的有效汽蚀余量，改善了 泵的汽蚀性能。
• 目前国内的凝结水泵一般都装有诱导轮。
（二）提高有效汽蚀余量以防止泵汽蚀的 措施
1. 减少吸入管路的阻力损失
2. 合理的选择泵的几何安装高度Hg 3. 设置前置泵
泵的汽蚀培训课件
对于同一台泵，不同转速的相似工况， 由于Dp=D，所以
2、汽蚀比转速c
①汽蚀比转速与比转速一样，都是指 最高效率点的值。
②汽蚀比转速具有与比转速类似的性 质，凡是泵在入口部分若几何相似 与运动相似，则汽蚀比转速必定相 等，且汽蚀性能相同，与比转速不 同的是它不要求出口部分相似，只 要在相似工况下运行即可。
泵的汽蚀 Vapor Erode of Pump
第一节 汽蚀现象及其对泵工作 的影响
第二节 吸上真空高度Hs
2、必需汽蚀余量[NPSH]r 压力降低的原因：
必需汽蚀余量与吸入管路装置系统无关，只与泵 吸入室的结构、液体在叶轮进口处的流速等因素 有关，即由泵入口各因素决定。
速
2、提高吸入系统 装置的有效汽蚀 余量
（2）合理确定两个高度 （3）采用诱导轮 （4）采用双重翼叶轮 （5）采用超汽蚀泵 （6）设置前置泵
1、提高有效汽蚀余量的措施
1) 减小吸入管路的阻力损失 ①在允许增大管道直径的情况下，尽量降低吸 入管路内液体流速。 ②尽量去掉不必要的局部阻力装置，如阀门、 弯头等。
降低局部阻力损失。
3) 选择适当的叶片数和冲角 叶片太多，叶轮的叶片进口形成阻塞，造成流
速增加，压力降低，必需汽蚀量增大。
正确选择一定的冲角，使叶片的进口流道面 积增大，降低液流的速度，即而降低必需汽蚀余量， 而且泵的效率基本不受影响。
4) 选择在叶轮入口处延伸布置 这种方法对抗汽蚀性能有利，但延伸量不能过
大。
5) 适当增大叶轮前盖板处液流转弯半径 这种方法可以减少液流由于惯性造成的脱流，
4) 采用二重翼叶轮 可以避免加装诱导轮轴向尺寸大，影响效率的缺点。 在保证不降低泵原来的性能的同时，改善抗汽蚀性能。
泵的汽蚀
泵在运转中发生汽蚀与否是由泵本身的汽蚀性能和吸人装置的特性 共同决定的。泵本身是主要因素，所以解决泵汽蚀问题的根本措施 是提高泵本身的抗汽蚀性能。合理地选用吸入装置也有助于预防泵 汽蚀。
编
1.泵汽蚀的发生过程 泵在运行中，若其过流部分的局部区域（如叶轮叶片进口稍后的某处），液 体的绝对压力下降到所抽送液体当时温度下的汽化压力时，液体便在该处开 始汽化，形成气泡（气泡内部的压力约等于汽化压力）。这些气泡随液流向 前运动至高压区时，气泡周围的高压液体使气泡急剧地缩小以至凝结，在气 泡消失的同时，液体质点以高速（由于气泡压瘪）填充空穴，发生互相撞击 而形成强烈的水击，同时在气泡凝结时还产生电解、化学反应，故使过流部 件受到剥蚀而损坏，上述这个过程称为汽蚀。 2.泵汽蚀时发生的现象 (1) 产生噪声和振动泵汽蚀时，由于强烈的水击，将产生噪声和振动，可以 听到噼噼啪啪爆豆似的声，并引起600～2500Hz的振动，严重时，像跳舞般 地跳动。
(2) 泵性能下降待汽蚀发展到一定程度时，由于叶轮和液体的能量 交换受到干扰和破坏，泵的流量、扬程、效率、泵输入功率曲线下 降，严重时会使液流中断，使泵不能工作。 (3) 过流部件的汽蚀损坏气泡凝结时，金属表面受到连续强烈的水 击，出现麻点，金属晶粒松动，并剥落成蜂窝状，甚至穿孔。汽蚀 破坏除因受机械力作用损坏外，还有化学作用等腐蚀损坏。 3.提高泵抗汽蚀性能的措施
离心泵的气蚀PPT课件
c u w
c
w
cr
cu
u
HTu2c2u J/kg（表示） HT1gu2c2u m（表示）
第三节 离心泵的汽蚀
什么是离心泵的气蚀？有何危害？
什么是泵的有效气蚀余量和泵必需的 气蚀余量？如何利用它们判断是否发 生气蚀？
如何提高离心泵抗气蚀能力？
第三节 离心泵的汽蚀
汽蚀也叫空化、汽穴。是水力机 械，甚至凡是有液体流动的系统中 特有的一种现象，非常有害。
汽蚀发生的机理
液体气化的临界条件是：液面压力＝该温度下的 饱和蒸汽压力。对于水：
1个标准大气压（1.013×105 Pa），100℃汽化
0.024工程大气压（2.337×103Pa），20℃汽化
离心泵叶轮入口处液体压力 pK降到汽化压力
（饱和蒸汽压）p v时液体汽化；同时溶解在液体中
的气体逸出，形成大量气泡。气泡与液体一起流动
Positive Suction Head
available的缩写，“净正吸上
头”)
NPSHa
ps
g
cs2 2g
pv
g
m
ps,cs 入口法兰处压力和速度 Pa ,m/s
液体密度 kg/m3
pv 饱和蒸汽压, Pa
有效汽蚀余量
由伯努利方程可得：
pg A2 cg A 2zApg s c 2sg 2zs hA S m
NPSHr越小，泵越不易发生汽蚀。
汽蚀判别式
泵发生汽蚀的条件 pK pv
：
NPSaHpgs c2sg2 pgv
NPSr H pgs 2cgs2 pgk
Na P N S rP H p K S p v H g
汽蚀判别式如下：
泵的气蚀现象
泵的气蚀现象嘿，朋友们！今天咱来聊聊泵的气蚀现象。
这玩意儿啊，就像是泵的一个小脾气，可得好好重视呢！你想啊，泵就像一个勤劳的大力士，一直在那努力工作，把液体从这儿运到那儿。
可要是出现了气蚀，那就好比大力士突然没了力气，干不动活儿啦！气蚀会让泵发出奇怪的声音，就好像它在喊“哎呀，我难受呀”！而且啊，这气蚀对泵的损害可不小，就跟人总生病身体会变差一个道理。
气蚀是咋出现的呢？其实就是液体里的压力变低啦，低到一定程度，那些液体就开始“沸腾”，变成小气泡。
这些小气泡可调皮啦，跟着液体到处跑，等跑到压力高的地方，“啪”的一下就破了。
这一破可不得了，就像小小的爆炸一样，会对泵的零件造成冲击呢！时间长了，泵能受得了吗？咱打个比方，这气蚀就像是一群小捣蛋鬼在泵的身体里捣乱。
它们一会儿弄出点动静，一会儿又搞点破坏，让泵不得安宁。
你说气蚀讨厌不讨厌？那咱可得想办法对付它呀！怎么对付呢？首先得保证泵入口的液体有足够的压力呀，不能让它压力太低了。
就像人不能饿着肚子干活一样，得给泵“吃饱饭”才有劲嘛！然后呢，设计泵的时候也得考虑周全，不能让它容易出现气蚀的情况。
这就好比盖房子，得把根基打牢了，房子才不容易出问题呀。
还有哦，日常使用泵的时候，咱得注意观察。
要是听到泵发出不正常的声音，或者感觉它工作不太对劲，就得赶紧检查检查，看看是不是气蚀在捣乱。
这就跟咱自己身体不舒服了要赶紧去看医生一样，可不能拖着呀！要是不重视，等泵出大问题了，那可就麻烦啦，维修起来又费时间又费钱的。
大家想想，要是因为气蚀让泵坏了，那好多工作不就没法正常进行啦？那损失得多大呀！所以呀，咱可不能小瞧了气蚀这个小麻烦，得认真对待它。
总之呢，气蚀就像泵的一个小克星，咱得时刻留意着，别让它得逞。
好好照顾我们的泵，让它能健健康康地工作，为我们服务。
大家可都记住了吗？。
泵的汽蚀
泵汽蚀现象参数――摘自《泵选用手册》在离心泵的使用中，汽蚀余量是一个很重要的参数，如果泵在运行中产生了噪声和振动，并伴随这流量、扬程和效率的降低，有时甚至不能工作，当检修这台泵时，常常可以发现在叶片入口边靠前盖板处和叶片进口边附近有麻点或蜂窝状破坏。
严重时整个叶片和前、后盖板都有这种现象，甚至叶片和盖板被穿透，这是由于汽蚀所引起的破坏。
在实际运行中，有很多泵是由于汽蚀所破坏的。
汽蚀或汽蚀过程就是流动的液体产生气泡并随后发生破裂的过程。
当流体的绝对速度增加，由于流体的静压力下降，对于一定的温度下流体的某些特定质点来说，虽无热量自外部输入，但它们已经达到了汽化压力，使得质点汽化，并产生气泡。
沿着流道，如果流体的静压力随之再次升高，大于汽化压力，气泡就会迅速破裂，产生巨大的属于内向爆炸性质的冷凝冲击。
若气泡破裂不是发生在流动的液体里，而是发生在导流组件的壁面处，则汽蚀会导致壁面材料受到侵蚀。
当泵在汽蚀状态下运行时，即使没有发生壁面材料的侵蚀，也会发现此时泵的噪声增大，振动加剧，效率下降，以及扬程降低。
装置汽蚀余量：又称为有效的汽蚀余量。
装置汽蚀余量是由吸入装置提供的，在泵进口处单位重量液体具有超过汽化压力水头的富余能量。
国外称此为有效的净正吸头，即泵进口处（位置水头为零）液体具有的全水头减去汽化压力水头净剩的值，用NPSHa表示。
它的大小与装置参数及液体性质有关。
因为吸入装置的水力损失和流量的平方成正比，所以NPSHa随流量的增加而减小。
泵的汽蚀余量（NPSHr）和泵内流动情况有关，是由泵本体决定的。
NPSHr表征泵进口部分的压力降，也就是为了保证泵不发生汽蚀，要求在泵进口处单位重量液体具有超过汽化压力水头的富余能量。
即要求装置提供最小装置汽蚀余量。
国外称此为必需的净正吸头。
泵汽蚀余量的物理意义表示液体在泵进口部分压力下降的程度。
所谓必需的净正吸头，是指要求吸入装置必须提供这么大的净正吸头方能补偿压力降，保证泵不发生汽蚀。
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吸水池液面为大气压pa 时，令
Hs
pa
g
ps 称为吸上真空
g
高度，则上式变为：
Hg
Hs
s2
2g
hw
当qV=C时，Hg( Hs) 存在 HsmaxpsminpkpV时，泵 内开始发生汽蚀。Hsmax值由制造厂用试验方法确定。
为保证泵不发生汽蚀，把Hsmax减去一个安全量K，作为允 许吸上真空高度而载入泵的产品样本中，并用[Hs]表示，即：
在泵的正常工作范围内，由于Δhr 具有流动损失的属性， 某泵Δhr 越小，表明该泵防汽蚀的性能越好。
Δhr 由泵制造厂通过试验测出. 。 当qVΔhr。
12
流体机械原理
三、对汽蚀余量Δh的几点说明
1、泵运行中Δha 与Δhr 的关系
泵运行中, Δha-qV 和
H
Δhr-qV 的变化关系如图所示。
即
流体机械原理
第四章 泵的汽蚀
第一节、泵内汽蚀现象及其危害 一、泵内汽蚀现象
汽蚀对泵叶轮的破坏
电厂循环水泵叶轮汽蚀 工人正使用高分子钛合金涂料做叶轮涂层
.
1
流体机械原理
1、形 成：
机械侵蚀 内向爆炸性冷凝冲击，微细射流→疲劳破坏 化学腐蚀 汽泡溃灭→活性气体→凝结热→腐蚀性破坏
2、什么是：汽泡形成→发展→溃灭→过流壁面破坏的全过程。
9.6 9 9 .8 506
.
7
流体机械原理
又因为：
s q A V 4 d q V 2 4 3 .1 1 4 0 3 .1 2 2 5 3 0 5 2 .7(5 m /s 2 )
2 s
2.7522 0.38(5m)
2g 29.806
所以，泵的几何安装高度应为：
H g H g H s 2 g s 2 h s 4 .7 1 0 .3 6 8 0 .8 5 7 3 .4 8 (m 5 )3
.
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流体机械原理
一、有效汽蚀余量
1、定义
haEspV gpgs 2g s2pV g
将泵吸入管路能量方程式： 0pge 0Hgpgs 2gs2hw 代入上式得： hapegpVHghw0
2、影响因素
Δha=f 吸水管路系统结构参数，流量 ， 而与泵的结构无关， 故又称为装置汽蚀余量；Δha 越大，表明该泵防汽蚀的性能 越好。
行修正。
大气压头 饱和蒸汽压头
H sH spa gpV1.3 0 30.24
（3）为提高泵的允许几何安装高度，应尽量减少吸入管
路的速度水头和阻力损失。
.
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流体机械原理
【例】 在海拔500m某地安装一台水泵，其输水qV=135L/s，输送 水温 t =30℃，该泵样本上提供的允许吸上真空高度[Hs] =5.5m.吸水 管内径 d=250mm, 设吸入管路总损失∑hs=0.878m。 求：[Hg]应为多少？
那么泵内汽蚀的产生与那些因素有关？又如何防止呢？
.
3
流体机械原理
第二节、泵的吸上真空高度
一、泵的几何安装高度与吸上真空高度的确定 列吸水池液面e-e及泵入口断面s-s之 间的能量方程式有：
0pg e 2 veg 2 Hgpg s 2g s2hw
Hgpg e pg s 2sg 2hwve0
.
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流体机械原理
汽 蚀
蚀
H-qV Δhr-qV
C Δha-qV qVC qV
即Δhr≥Δha，泵内将产生汽蚀。 但流量不能太小： 水温 tpVNPSHa 因此，应规定出泵
而且由于 hw qV2 ，故当qV. Δha 。
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流体机械原理
3、倒灌高度
在火力发电厂中, 凝结水泵
和给水泵吸入容器液面压强均为
相应温度下的汽化压强，则下式
ha pegpV Hghw0
可改写为：
Δha=－Hg－hw>0
（2-9）
只有：-Hg =Hd >0，才有可能使NPSHa>0
即，凝结水泵和给水泵均应采用倒灌高度安装。
NPSH
ha
hr
pK pV
g
O
.
H-qV NPSHr-qV NPSHa-qV qV
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流体机械原理
三、对汽蚀余量Δh的几点说明
1、泵运行中Δha 与Δhr 的关系 H 泵行中, Δha-qV 和Δhr-qV
的变化关系如图所示。即
Δh
ha
hr
pK pV
g
当qV ≥qVC时，因pK≤pV ,
O
区
非 汽区
3、分 类：移动汽蚀、固定汽蚀、旋涡汽蚀、振动汽蚀。
.
2
流体机械原理
二、对泵运行的危害
1、缩短泵的使用寿命：粗糙多孔→显微裂纹→蜂窝状或 海绵状侵蚀→呈空洞。
2、产生噪声和振 动：若振动产生汽泡， 汽蚀产生振动→互相 激励→汽蚀共振。
3、影响泵的运行性能：断裂工况（汽泡堵塞流道）；潜伏 性汽蚀（易被忽视）。
【解】 由表查得海拔500m力时大气压强 pa= 9.51×104Pa，由附录Ⅳ 查得水温为t =30℃时的饱和蒸汽压强pV =4.2365kPa。查表得30℃水的密
度 =995.6㎏/m3。修正后的吸上真空高度为：
H sH spa gpV1.3 0 30.24 5 .5 9 .5 1 1 4 0 42 .5 3 1.3 6 0 0 3 .2 4 4 .7(m 1 )6
[Hs]=Hsmax―0.3
HgHs2gs2 hw
.
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流体机械原理
在计算[Hg ]中必须注意以下三点：
（1）[Hs ](qV)。确定[Hg ]时，必须以泵在运行中可能 出现的最大流量所对应的[Hs ]为准。
（2） [Hs]值是泵制造厂在 pa=1.013×105 Pa，t =20℃ 的清
水下由试验得出的。当使用条件变化时，应对样本的[Hs] 值进
.
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流体机械原理
第四节 汽蚀余量
泵的几何安装高度与吸上真空高度的确定问题只是影响泵 工作性能的一个重要因素。那么，泵内汽蚀的产生还与那些因 素有关？又如何防止呢？
泵内流体汽蚀现象理论：液体汽化压强（pV）为初生汽蚀 的临界压强。
当泵内刚发生汽蚀时，必有：ps> pK=pV 。
称泵吸入口液流总能头高于汽化压强能头外的富余能头为 汽蚀余量，以符号 NPSH 表示。汽蚀余量可分为有效汽 蚀余量和必需汽蚀余量。
应注意的是：Hg 值的正、负以吸入池液面为基准，当泵 轴高于吸水液面时为正。
.
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流体机械原理
二、必需汽蚀余量
1、定义
hr
Es
pK
g
利用能量方程可以推得： hr 1 2c0g2 2 w 2g02 qV2
2、影响因素
Δhr=f (泵吸入室和叶轮进口的结构参数, 流速大小),即， Δhr 只与泵的结构有关，而与吸入管路无关，故又称之为泵的 汽蚀余量。