离心泵的汽蚀现象教学内容

例题分析
【例】 型号为IS65-40-200的离心泵，转速 为2900r/min，流量为25m3／h，扬程为 50m，（NPSH）r为2.0m，此泵用来将敞 口水池中50℃的水送出。已知吸入管路 的总阻力损失为2m水柱，当地大气压强 为l00kPa，求泵的安装高度。
例题分析
解：查附录得50℃水的饱和蒸气压为 12.34kPa，水的密度为998.lkg／m3，已
Hgp0gp12u1g2 Hf01
即使假设u1<<1，∑Hf 1-2≈0，P1 ≈0
则：
Hg
H` g max
P0
g
当 P1 = Pa=760mmHg 时 Hg`max1.0Βιβλιοθήκη Baidu3米 6H2O
可见:离心泵的安装高度不是任意的，而是受流体输送温度、 管道特性、及流体性质的影响。
知识链接2：安装的其他注意事项
在线测试题
1、思考题： A、平原地区和高海拔地区，哪个地区更容易
发生汽蚀？ B、泵的入口管比出口管大，为什么？ C、泵的流量调节阀为什么安装在排出口一端
？ D、输送20℃的水和60 ℃的水，哪个温度更
容易发生汽蚀？
2
为保证离心泵的正常工作，叶轮中心 处的压力必须＿＿＿液体的饱和蒸汽 压
3
离心泵启动前需要先向泵内充满被 输送的液体，否则将可能发生＿＿ ＿＿现象；而当离心泵的安装高度 超过允许安装高度时，将可能发生 ＿＿＿＿现象。
（二）离心泵的安装高度（允许汽蚀余量法）
2、离心泵的允许需安装高度（允许吸上高度）
离心泵的允许吸上高度 又称为允许安
装高度, 是指泵的吸入口与吸入贮槽液面
间实际允许达到的最大垂直距离, 以 Hg 表 示。
p1, u1
在离心泵的吸液示意图中, 在贮槽液 面与泵入口处两截面间列柏努利方程式, 可得
Hg p0
（二）离心泵的安装高度（允许汽蚀余量法）
1、允许汽蚀余量
允许气蚀余量是指为防止气蚀现象发生, 在离心泵入口处液 体的静压头与动压头之和必须比操作温度下的液体饱和蒸汽压 头 高出某一最小值， 即
气蚀余量Δh 仅与离心泵的结构和尺寸有关。Δh 随Q增大而 增大, 因此在计算允许安装高度时应取高流量下的Δh 值。Δh越 小，抗汽蚀能力越强
整理, 得 或
——离心泵允许安装高度方程
（二）离心泵的安装高度（允许汽蚀余量法）
2、离心泵的允许安装高度（允许吸上高度）
依据定义 由离心泵允许安装高度方程, 又可得到
显然
h
uk2 2g
Hf
,1k
即 ——离心泵允许安装高度方程
讨论：u1一定，p0一定，p1减小，则Hg增大，即向上吸液高
度越大，当p1≤pv时，产生汽蚀现象
离心泵的汽蚀现象
复习提问
1.离心泵装置气缚现象产生的原因及处 理方法；
2.当外界温度达到什么时，液体会沸腾？ 当外界压力达到什么时，液体也会沸
腾？
引入：
在离心泵装置操作过程中，由于某些原因会 造成离心泵装置出现不同的异常现象。我们 若是一名操作工，就应及时判断装置异常现 象并作出分析采取措施排除异常。
今天我们所介绍的又是离心泵操作中一个异 常现象---汽蚀。引起它的原因是什么？我 们又该怎么避免或预防呢？
（一） 离心泵的气蚀现象
1. 现象与原因 泵内液体汽化，汽泡形成和破裂的过程中使叶轮 材料受到损坏的现象称为汽蚀现象 汽蚀现象的产生可以有以下三方面的原因： ①离心泵的安装高度太高； ②被输送流体的温度太高，液体蒸气压过高； ③吸入管路的阻力或压 头损失太高。
在线测试题
4、判断题： 1）汽蚀现象是由于美哟灌泵。（ ） 2)当离心泵发生气缚或汽蚀现象时，处理的方
法均相同。（ ） 3）降低离心泵的安装高度就可以避免发生汽
蚀现象。（ ） 4）在离心泵的吸入管末端安装单向底阀是为
了防止“汽蚀”。（ ） 5）离心泵的汽蚀是因管内有空气所至的不正
常操作现象。（ ）
5、下列说法正确的是（ ）
A、灌泵是为了防止汽蚀现象的发生 B、气缚是离心泵的正常现象 C、降低泵的安装高度时为了防止汽蚀
现象的发生
D、汽蚀是离心泵的正常现象
6、某泵在运行的时候发现有汽 蚀现象应（ ）
当Pλmin ≤ Pv （输送温度下液体的饱和蒸汽压）时，管 内液体沸腾。使液体汽化.
（一）离心泵的汽蚀现象
1
2、汽蚀现象的危害 1 ）叶轮遭到剥蚀 ；使叶轮和泵 壳的表面出现斑痕及裂缝, 甚至 呈海绵状逐步脱落; （2）产生噪音和振动； （3）流量不稳定，显著下降， 严重时不能送液。
工程上规定，当泵的扬程下降3 ％时，认为进入了气蚀状态。
知 p 0 =l00kPa，h =2.0m， hf122m
H gp g 0 p g v h
H f,0 1
1 0 10 0 1 0 .3 2 0 1 40 2 .0 0 2 0 5 .0m 4 9.1 8 9 .8 81
因此，泵的安装高度不应高于5.04m
课堂小结
1、离心泵汽蚀现象产生的原因； 2、排除离心泵汽蚀现象的措施； 3、离心泵安装高度的确定。
（二）离心泵的安装高度（允许汽蚀余量法）
3、实际安装高度
为了安全起见, 离心泵实际安装高度应比计算出 的 H g 小 0.5-1.0 m。
注意：当允许安装高度为负值时，离心泵的吸入口 低于贮槽液面。
思考：离心泵安高度是不是任意的高？它受哪些因素的 影响？
知识链接1：
极限理论吸上高度Hgmax 在0-0、1-1之间列Bernoulli方程：
（一）离心泵的汽蚀现象
3、预防措施
根据气蚀现象的定义, 易知泵内发生气蚀的临界条件是叶
轮入口附近最低压强等于液体的饱和蒸汽压,
为避免发生汽蚀，应该使p1>pv
即 p1 pv 0
g
p入口≥pv 即 p入口↑ 或pv↓
。（1）pv↓ T↓ 操作稳定 （2）p入口↑ Hg↓ ∑hf↓
根本措施：限制泵的安装高度
1.允许安装高度Hg的大小与泵的流量有关。流量越大，计算出 的Hg越小。因此用可能使用的最大流量来计算Hg是最保险的 。
2 .安装泵时，实际安装高度比允许安装高度还要小0.5至1米
3 .当液体的操作温度较高或其沸点较低时，应注意尽量减小 吸入管路的压头损失，如可以选用较大的吸入管径，减少管件 、 阀门，拐弯等，缩短吸入管长度等；或将离心泵安装在贮槽液 面以下，使液体利用位差自动流入泵体内。