4.2离心泵的吸入特性

（6）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

⑴ 增大泵吸入口直径及叶轮叶片入口宽度和结构。
⑵ 采用前置诱导轮，提高叶轮进口处吸入压力。 ⑶ 采用双吸式叶轮，使进口截面增大，流速减小。 ⑷ 合理设计叶片进口角度，减小流动损失。 ⑸ 采用抗汽蚀的材料，如不锈钢、稀土合金铸铁、高镍铬合
不同水温的汽化压头 Pv 水温 （℃）
饱和蒸汽压 （kPa） Pv
0 0.59
20 2.35
40 7.36
60 19.82
80
100
47.28 101.34
汽化压头
（m）
0.06
0.24
0.75
2.02
4.82
10.33
（一）. 离心泵的汽蚀
PA
离心泵叶轮吸入口压力最低为： （真空压力，绝对压力） 吸液面上压力为：
pA pv ps pv cs2 Z AS hAS g g 2g
令：
ps pv cs2 NPSHa g 2g
m

上式：
ps pv cs2 NPSHa g 2g
m

称为汽蚀余量（有效汽蚀余量） NPSHa ：
从叶轮吸入口压力Ps 到饱和蒸汽压 Pv 之间的范围宽度加上
流动动能影响，被称为汽蚀余量或有效汽蚀余量，用：NPSHa
表示。

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。

泵制造厂给出：最小汽蚀余量： NPSHr
泵气蚀判断：
NPSHa NPSHr NPSHa NPSHr NPSHa NPSHr

泵不汽蚀 开始发生汽蚀 严重汽蚀
4.2
离心泵的吸入特性
pk
离心泵叶轮吸入口的吸入压力： 一般低于一个大气压叫吸入真空度。
pk
吸入压力最低不得小于所吸液体 的饱和蒸汽压 （汽化压力）， pv 否则，泵吸入口会发生汽蚀现象。
泵的吸入特性：研究泵的允许吸入 真空度，确定泵的安装高度。
饱和蒸汽压（汽化压力）
如水，水开始沸腾，有蒸汽泡出现（开始汽化），此时温度不变 叫饱和温度；此时的水叫饱和水；此时的蒸汽叫饱和蒸汽；此 时的压力叫饱和蒸汽压力。
pm pr 1 2 H Z C 2 C12 52.28m g 2g


750 9.81 0.01667 52.28 N 6.412 1000 1000
gqH
kw
NZ
N


6.412 7.46 kw 0.86

（2）安装高度ZAS
Z AS p A pv 101.33 37 103 3.4 1.5 3.84 m NPSH hAS g 750 9.81
叶轮气蚀位置：

⑶ 汽蚀过程（原理）：
当
p K pv
时，部分液体发生汽化，形成气泡；小气泡
凝结在一起形成大气泡。气泡随液流进入高压区，液体压缩气泡 产生气泡击溃现象（水击现象），水击时的瞬时压力能达到几十 个兆帕（30MPa)，对金属表面产生很大的爆炸冲击作用；同时 伴随电化学腐蚀。这一综合过程为汽蚀过程。 即：液体汽化→气泡凝结→高压水击→电化学腐蚀。
3 v
试求：泵的扬程H？泵的有效功率N？ 泵的轴功率NZ ？

泵的许用安装高度ZAS？

此泵当转速为n=1450r/min时，它的Q、H、N又为多少？
解：（1）求泵H、N、NZ
q
3 60 0.01667 m s 3600
C1
q 4 0.01667 4 0.01667 1.359 m , C 2 2.124 m 2 2 s s A 0.125 0.1
⑷ 源自文库成汽蚀的主要原因：
① 泵的安装高度过高，即吸入高度过高。 ② 吸入管汇不合理，阻力太大。 如:管路太细、弯 头、闸阀多等。 ③ 液面压力太低。 ④ 液体温度高或易挥发液体。 ⑸ 防止汽蚀的充要条件： p p K v

泵吸液的必要条件： p K p A
泵正常工作的充分和必要条件：

Pv pK p A
（二） 泵的汽蚀余量、安装高度

液体被吸入泵内是由于： 即：
pA＞pK
(液面压力大于叶轮进口压力)
p
p A pK p p真


克服吸入管阻力损失，推动液体进入泵内。 从液面A到泵叶轮吸入口S 建立伯努利方程：
2 ps cs2 pA cA ZA H Zs hAS g 2g g 2g
安全系数：n=1.1~1.3

许用汽蚀余量：〔NPSH〕=（1.1~1.3）NPSHr
离心泵不发生汽蚀的条件：NPSHa≥〔NPSH〕

泵的安装高度计算
p A pv ps pv cs2 前面导出公式： g Z AS hAS g 2 g NPSHa
安装高度： H g Z AS
pk
p A ( pa)
叶轮进口的吸入真空度：
p真 p A PK (皆为绝对压力）
pA
p
A
P真
pK
pv
某温度下液体的饱和蒸汽压（汽化压力）为：
pv
当吸入口最低压力小于此液体的饱和蒸汽压时，便出现汽蚀。

⑴ 发生汽蚀的条件：
p K pv

⑵ 汽蚀特征： 离心泵工作时出现特殊的噪音、震动、伴随排量和压头 下降，严重时排量中断。这种现象通常是泵内出现了汽蚀 现象。
金等。

前置诱导轮：
前置诱导轮
前置诱导轮式叶轮
(二）.合理设计吸入管及吸入条件
⑴ 降低泵安装高度，缩短吸入管线。
⑵ 用大直径吸入管，去掉闸阀、弯头等，减少吸入管阻力。 ⑶ 增大液面压力，采用倒灌方式或其它灌注形式。
青岛建筑
其中： Z AS Zs Z A , cA 0, H 0,
cs2 p A ps 即： Z AS hAS g g 2g
式中：Cs、ps ——泵叶轮吸口处液体流速和此处压力。 ZAs —— 泵吸入高度（即泵安装高度）。 ∑hAs —— 泵吸入管内流动阻力损失。
上式可写为：
则：
p A pv Hg NPSH a hAS g
需用安装高度： H pA pv [ NPSH ] h g AS g
p A pv Hg NPSH r hAS g
泵的安装高度计算例题


习题 某厂用IH125-100-400型离心泵输送柴油，在转速 n=2900r/min时，泵排量Q=16.67 l/s（60m3/h），泵出口压 力表读数360kPa; 进口真空表读数20kPa。 泵进口管内直径 为 0.125m，出口管内直径 0.1 m，泵进出口压力表距离为 0.5m。泵的气蚀余量NPSHa=3.4m，吸入管阻力损失为 1.5m，吸液面上的压力为1个大气压（101.33kPa），泵总 效率η=0.86，取g=9.81 kg 柴油的参数： 750 m , p 37kPa