离心泵汽蚀实验
离心泵汽蚀现象分析及控制
离心 泵汽蚀 现 象分析及 控 制
４ １
离心 泵 汽 蚀 现 象 分 析 及 控 制
吴 胜 军
（ 北京航 天 万 源煤 化 工工程技 术 有 限公 司兰州分 公 司 ， 甘肃 兰州 ，３ ００ ７０ ５ ）
摘 要
利 用离 心泵 叶 轮 内汽 蚀两 相流 基本 理论 ， 分析 了离心 泵发 生 汽 蚀 的原 因及其 危 害 。通 过 汽 蚀
Ｐ ｇ ｚ ｇ Ｐ ｇ
（） １
式 中 ：—— 泵 的转 速 ，／ ｎ ｎ ｒ ｍｉ ； ｖ —— 泵 的设计 流量 ， ／ ｎ ｄ ｍ３ｍｉ；
广 泛应 用 于化工 生 产 之 中， 化工 生产 的正 常 运行 对 起 着 至关重 要 的作 用 。在 离心 泵 的性 能参 数 中 ， 效 率 指标 和汽 蚀余 量是 代表 离心 泵技 术水 平 的两个重 要 性 能参数 。效 率指 标 与汽蚀 余量 两个性 能参 数相 互联系、 相互 矛盾 ， 效 率指 标 偏 高 时 ， 蚀余 量将 当 汽 会 降低 ［ 由于过 分 追 求 效 率 指 标 ， 往牺 牲 了汽 。 往
蚀 余量 指标 ， 以有 必 要 对 此进 行 深 入 的分 析 和研 所 究， 采取 有 效 的控 制措 施 预防 汽蚀 现象发 生 。
撞击锤撞击金属表面 ， 造成金属表面 的浸蚀。实测 结果 表 明 ， 种 水 击 可 使 局 部 压 力 高 达 ５ ０ ｇ 这 ０ｋ ／
ｃ ２ ３ｌ ｍ ［
。
２ 汽 蚀 的危 害
２ １ 产生 振动 和噪 音 ．
离 心 泵 发 生汽 蚀 时 ， 泡进 入 高 压 区后 会 迅 速 汽
缩小并 破裂 ， 围 液体 质 点 将 高速 填 充 空穴 ， 生 周 发
泵—离心泵的汽蚀现象
装高度 Hg 。即：
H g [H g ] (1 ~ 0.5) 2.7 (1 ~ 0.5) 1.7 ~ 2.2(m)
改善离心泵汽蚀性能的途径
目 录
1 改善离心泵汽蚀性能的途径
改善离心泵汽蚀性能的途径
提高离心泵抗汽蚀性能可以从两个方面进行考虑： 一方面合理设计泵的吸入装置及安装高度，使泵入口处具有足够大的汽蚀余量。 另一方面改进泵的结构参数或结构形式，使泵具有尽可能小的允许汽蚀余量。
分析：已知：流量：Q=468m3/h、 扬程：H=38.5m、允许吸上真空高度：[HS]=6m、 吸入管路损失：∑hs =2m。
解题：因为在样本中查得的流量和相关参数是在标准大气压，温度为293K，介质 为清水而侧得的，所以如果条件与上述条件相差很多，则必须进行修正。
（1）输送293K的清水时，泵的允许安装高度为：
这种气泡不断形成、生长和破裂、使材料受到破坏的过程，总称为汽蚀现象。
3. 汽蚀产生的原因和条件
① 从汽蚀现象发生的条件来看，主要时由于进入叶轮 吸入口液体的压头降低的太多。
② 真正的低压部位见图2-43中的K点所示。
③ 要控制叶轮入口附近低压区K点的压力，使 pk>pt ， 才不会出现汽蚀现象。
图2-43 液流低压部位
② 泵本身的汽蚀性能，通常用汽蚀余量△h表示，也可用NPSH 表示。所以，避免 汽蚀现象的方法是改变离心泵自身的结构。
2. 与泵的吸入装置情况有关
① 对同一台泵来说，在某种吸入装置条件下运行时会发生汽蚀，若改变吸入装置 条件，就可能不发生汽蚀，这说明泵在运转中是否发生汽蚀与泵的吸入装置情 况也有关系。
[H g ]
pa
g
pt
g
[h]
hAS
离心泵的气蚀现象及原因
离心泵的气蚀现象及原因离心泵的气蚀现象及原因（1）气蚀现象离心泵的叶轮在高速旋转时产生很大的离心力，液体在离心力的作用下，使泵的入口处产生低于离心泵的气蚀现象及原因（1）气蚀现象离心泵的叶轮在高速旋转时产生很大的离心力，液体在离心力的作用下，使泵的入口处产生低于大气压的真空度，当入口压力达到在该温度下的液体气化压力时，液体就开始汽化形成气泡。
这样，在运动的液体中形成的气泡随液体一起流动。
当气泡达到静压超过饱和蒸汽压区域时，气泡迅速溃灭。
周围的液体以高速向气泡中心运动，这就形成了高频的水锤作用，打击叶轮表面，并产生噪音和振动。
这种气泡的产生和破灭过程反复进行就对这一区域的叶轮表面产生破坏作用，使泵流量减少，扬程下降，效率降低等，这种现象叫气蚀现象。
（2）造成汽蚀的主要原因有：a.进口管路阻力过大或者管路过细；b.输送介质温度过高；c.流量过大，也就是说出口阀门开的太大；d.安装高度过高，影响泵的吸液量；e.选型问题，包括泵的选型，泵材质的选型等。
（3）离心泵的气缚：由于泵内气体的存在，离心泵的叶轮在高速旋转时，由于气体的密度小,其离心力不能产生足够的真空度，而无法将液体吸上来。
气缚是泵体内有空气，一般发生在泵启动的时候，主要表现在泵体内的空气没排净；而汽蚀是由于液体在一定的温度下达到了它的汽化压力，和输送介质，工况有密切的关系．（4）气蚀余量：泵在工作时液体在叶轮的进口处因一定真空压力下会产生汽体，汽化的气泡在液体质点的撞击运动下，对叶轮等金属表面产生剥蚀，从而破坏叶轮等金属，此时真空压力叫汽化压力，汽蚀余量是指在泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量。
单位用米标注，用（NPSH）r。
吸程即为必需汽蚀余量Δh：即泵允许吸液体的真空度，亦即泵允许的安装高度，单位用米。
离心泵吸程=标准大气压（10.33米）-汽蚀余量-安全量（0.5米）水泵气蚀余量有两个概念：其一是与安装方式有关，称有效的气蚀余量NPSHA，它是指水流经吸入管路到达泵吸入口后所余的高出临界压力能头的那部分能量，是可利用的气蚀余量，属于“用户参数”；其二是与泵结本身有关，称必需的气蚀余量NPSHR，它是流体由泵吸入口至压力最低处的压力降低值，是临界的气蚀余量，属于“厂方参数”。
离心泵的汽蚀现象
三 改善气蚀现象的途径
• 采用超汽蚀叶形的诱导轮； • 采用抗汽蚀材料； • 降低吸入管阻力； • 采用双吸式叶轮； • 采用诱导轮。
二 最大允许高度计算
最大安装高度如何表示呢？
只需将上面式子中那个括号换为必需汽蚀余量即可。用这个式子计算 出来的最大安装高度称为最大允许高度。必需汽蚀余量中厂家为用户 加入了安全量。
二 最大允许高度计算
最大安装高度如何表示呢？
当泵和被输送的液体一定时，最大允许安装高度的数值与泵输送流体的流量 和温度有关。流量越大吸入管路压头损失和必需汽蚀余量越大,被输送流体 的温度越高其饱和蒸气压就越高，因此流量越大温度越高，计算出的最大允 许安装高度越低以此结果安装泵越保险。所以应该采用操作中可能的最大流 量和最高温度来计算最大允许安装高度。
一 气蚀现象
离心泵的安装高度：Hg
问题：Hg有无高度限制？
0-0’~1-1’：
p0 g
Hg
p1 g
u12 2g
H f(01)
Hg ，则p1，Pk 当Pk≤Pv……
中心附近：液体沸腾-气泡-外缘-压
缩-淬灭-真空-液体-撞击叶片-大大
加剧腐蚀-汽蚀。
一 气蚀现象
一台离心泵在汽蚀状态下运行， 有哪些可觉察的外在表现呢？
允许高度计算
实际汽蚀余量大于等于必需汽蚀余量： 必需汽蚀余量作为泵的一个性能参数，放到产品说明书中，用户用它来计算安装高度的 上限值。 取0截面和1截面写机械能衡算式。
Hg
P0 g
( P1 g
u12
2g
Pv ) Pv
g
g
H f(01)
（1）泵体振动并发出刺耳的噪声；
（2）泵的压头和流量明显低于正常 值，严重时泵不能吸、排液体；
离心泵的汽蚀现象介绍
离心泵的汽蚀现象介绍(一)、离心泵的汽蚀现象离心泵的汽蚀现象是指被输送液体由于在输送温度下饱和蒸汽压等于或低于泵入口处(实际为叶片入口处的)的压力而部分汽化，引起泵产生噪音和震动，严重时，泵的流量、压头及效率的显著下降，显然，汽蚀现象是离心泵正常操作所不允许发生的。
避免汽蚀现象发生的关键是泵的安装高度要正确，尤其是当输送温度较高的易挥发性液体时，更要注意。
(二)、离心泵的安装高度Hg1允许吸上真空高度Hs是指泵入口处压力p1可允许达到的最大真空度而实际的允许吸上真空高度Hs值并不是根据式计算的值，而是由泵制造厂家实验测定的值，此值附于泵样本中供用户查用。
位应注意的是泵样本中给出的Hs值是用清水为工作介质，操作条件为20℃及及压力为1.013×105Pa时的值，当操作条件及工作介质不同时，需进行换算。
(1) 输送清水，但操作条件与实验条件不同，可依下式换算Hs1＝Hs＋(Ha－10.33) － (Hυ－0.24)(2) 输送其它液体当被输送液体及反派人物条件均与实验条件不同时，需进行两步换算：第一步依上式将由泵样本中查出的Hs1；第二步依下式将Hs1换算成H΄s2 汽蚀余量Δh对于油泵，计算安装高度时用汽蚀余量Δh来计算，即用汽蚀余量Δh由油泵样本中查取，其值也用20℃清水测定。
若输送其它液体，亦需进行校正，详查有关书籍。
从安全角度考虑，泵的实际安装高度值应小于计算值。
又，当计算之Hg为负值时，说明泵的吸入口位置应在贮槽液面之下。
例2-3 某离心泵从样本上查得允许吸上真空高度Hs=5.7m。
已知吸入管路的全部阻力为1.5mH2O，当地大气压为9.81×104Pa，液体在吸入管路中的动压头可忽略。
试计算：(1) 输送20℃清水时泵的安装；(2) 改为输送80℃水时泵的安装高度。
解：(1) 输送20℃清水时泵的安装高度已知：Hs=5.7mHf0-1=1.5mu12/2g≈0当地大气压为9.81×104Pa，与泵出厂时的实验条件基本相符，所以泵的安装高度为Hg=5.7-0-1.5=4.2 m。
离心泵的汽蚀现象与安装高度
尽量减小吸入管路的阻力损失，如吸入管径适当大 些，吸入管尽量短，省去不必要的管件阀门等。
7
离心泵的汽蚀现象与安装高度
使用最大流量来计算Hg。
8
化工原理
3
离心泵的汽蚀现象与安装高度
二、离心泵的安装高度
p0
g
Hg
p1
g
u12 2g
H f H ,01 g
↑,
p1 ↓
安装高度：
Hg
p0
g
p1
g
u12 2g
H f ,01
4
离心泵的汽蚀现象与安装高度
1.汽蚀余量
定义：NPSH p1 u12 pv g 2g g
NPSH↓，p1 ↓ ，接近汽蚀状态
化工原理
离心泵的汽蚀现象与安装高度*
一 、离心泵的汽蚀现象（工作原理）
1.汽蚀原因：叶轮入口附近压力≤pv
2
离心泵的汽蚀现象与安装高度
2.汽蚀危害 (1) 泵体产生震动与噪音； (2) 泵性能（Q、H、η）下降，严重时不能送液； (3) 泵壳及叶轮冲蚀（点蚀到裂缝） 3.发生标志：泵扬程较正常值下降3％。
(NPSH)= (NPSH)r +0.5
2. 允许安装高度
Hg
p0 pv
g
NPSH
H f ,01
特别注意: Hf, 0-1指吸入管路的压头损失
6
离心泵的汽蚀现象与安装高度
讨论：
为安全起见，标准规定实际安装高度应比Hg再小 (0.5～1)m。 (NPSH)r是常压下用20℃清水测定的， 条件不同原则上应校正，但通常含在安全系数中。
离心泵汽蚀实验
离心泵汽蚀实验_________一、实验目的及要求：（1）通过实验了解测定离心泵汽蚀性能的基本方法；（2）观察离心泵汽蚀发生时，其扬程和流量迅速下降的现象，加深对离心泵汽蚀现象的理解。
二、实验原理：离心泵转速和流量为定值时，泵的必需汽蚀余量NPSHr是不变的。
而装置的有效汽蚀余量NPSHa可以随装置参数而变化。
当NPSHa=NPSHr时离心泵开始汽蚀。
由离心泵原理可知，装置的有效汽蚀余量（1）式中，p s和v s-------泵入口处液体的绝对压力和流速；P t和ρ------液体的饱和蒸汽压和密度；H s------为泵入口处的吸入真空度，；P a-------当地大气压。
由式可见，增加吸入真空度H s，可以使装置有效汽蚀余量NPSHa减小。
当吸入真空度H s达到最大吸入真空度(H s)max时，NPSHa=NPSHr，离心泵发生汽蚀。
从装置吸入管能量方程中可以推导出吸入真空度：(米)m （2）式中，p A------吸入液面上绝对压力；H A------吸入液面的真空度；H j ------泵的安装高度；注：此处为负值（泵所在高程减去液面所在高程），称作是：灌注头。
Δh A-s ------吸入管路阻力损失。
从式中可知，增加吸入液面真空度H A，增大泵的安装高度H j和增大吸入管路损失Δh A-s，都可以使吸入真空度H s上升，促成离心泵汽蚀来进行汽蚀实验。
由离心泵性能可知，离心泵转速和流量不变时，扬程为定值。
但当泵发生汽蚀时，扬程和流量都会急剧下降。
这样，我们可以在一定流量Q下测出不同吸入真空度下的扬程H数值，根据扬程急剧下降的趋势判断汽蚀点，如图1所示，按JB1040-67规定，扬程下降1%的点为离心泵的最大吸入真空度(H s)max值，即图上的C点。
离心泵的允许吸入真空度[H s]= (H s)max-K(米液柱)mH2O。
K为安全裕量，K=0.5(米液柱)mH2O。
在不同流量Q下测不同的最大吸入真空度(H s)max，考虑安全裕量就可以得到离心泵汽蚀性能[H s]-Q关系,离心泵汽蚀性能另一种形式[NPSHr]-Q 也可以经过计算得到。
离心泵的汽蚀现象及消除案例分析
离心泵的汽蚀现象及消除【案例描述】离心泵运转时，液体压力沿着泵入口到叶轮入口而下降，在叶片入口附近的液体压力达到最低，此后由于叶轮对液体作功，液体压力很快上升。
当叶轮叶片入口附近的最低压力小于液体输送温度下的饱和蒸汽压力时，液体就汽化。
同时，使原来溶解在液体内的气体也逸出，它们形成气泡。
当气泡随液体流到叶道内压力较高处时，外面的液体压力高于气泡内的汽化压力，则气泡又重新凝结溃灭形成空穴，瞬间内周围的液体以极高的速度向空穴冲来，造成液体互相撞击，使局部的压力骤然增加。
这样，不仅阻碍液体正常流动，尤为严重的是，如果这些气泡在叶轮壁面附近溃灭，则液体就像无数个小弹头一样，连续地打击金属表面。
其撞击频率很高，于是金属表面因冲击疲劳而剥裂。
如若气泡内夹杂某种活性气体(如氧气等)，它们借助气泡凝结时放出的热量(局部温度可达200～300℃)，还会形成热电偶，产生电解，形成电化学腐蚀作用，更加速了金属剥蚀的破坏速度。
象这种液体汽化、凝结、冲击、形成高压、高温、高频冲击负荷，造成金属材料的机械剥裂与电化学腐蚀破坏的综合现象称为离心泵的汽蚀现象。
汽蚀发生时，由于机械剥蚀与化学腐蚀的共同作用，致使材料受到破坏，还会出现噪声和振动。
汽蚀发展严重时，大量气泡的存在会堵塞流道的截面，减少流体从叶轮获得的能量，导致泵中液体中断，不能正常工作。
【案例分析】一、离心泵汽蚀的原因液体的汽化程度与压力的大小、温度高低有关。
当液体内部压力下降，低于液体在该温度下的饱和蒸汽压时，便产生汽蚀故障。
凡影响液体压力和饱和蒸汽压力的因素都会影响汽蚀的发生，通常的因素有：1．泵进口的结构参数：包括叶轮吸入口的形状、叶片入口边宽度及叶片进口边的位置和前盖板形状等。
2．泵的操作条件：它包括泵的流量、扬程及转速等。
3．泵的安装位置：它包括泵的吸入管路水力损失及安装高度。
4．环境因素：它包括泵安装地点的大气压力以及输送液体的温度等。
二、离心泵汽蚀的诊断方法判断离心泵是否发生汽蚀，可以采用观察法、泵体外噪声法、振动法、超声波法等。
离心泵性能综合实验(化工原理实验)
离心泵性能综合实验一、实验目的1、观察离心泵汽蚀、气缚现象，了解汽蚀、气缚现象产生原因及其防止方法；2、学习工业上流量、功率、转速、压力和温度等参数的测量方法，了解转子流量计的工作原理；3、测定离心泵特性曲线，绘制出扬程、功率和效率与流量的关系曲线图。
二、实验原理1、气缚现象离心泵靠离心力输送液体。
离心力大小，除与叶轮直径及叶轮旋转速度有关外，还与流体重度有关。
若离心泵启动时，泵壳内存在大量空气，则由于空气的重度远远低于液体的重度，叶轮旋转所造成的离心力也很小，导致泵入口与水池液面间的压差太小，不能把水池内液体抽压到叶轮中心，就会发生离心泵空转却送不出液体的状况，这种现象称“气缚”。
所以，离心泵若安装在液面上方时，启动前必须先使泵体及吸入管路中充满液体(所谓“灌泵”)。
同时，在运转过程中也要防止外界空气大量漏入，以免产生气缚。
2、汽蚀现象离心泵之所以能吸取液体，是由于泵的叶轮旋转时，将液体抛向外沿，而中心形成真空，而贮槽液面上的压力却为大气压，因此，泵就依靠此压差将液体压入泵内，如果输送的是水，并设叶轮进口处为绝对真空，管路阻力为零，液面上为一个标准大气压，那么最大几何吸上高度也不超过10.33米。
图1离心泵吸上真空度参照图1，列0~0，1~1截面间柏努利方程式：0120112s f p p u Z h g g g ρρ-⎛⎫=-++∑ ⎪⎝⎭(1)式中s Z 为几何安装高度。
设：01s p p H gρ-=，s H 为吸上真空高度，则012112o s s f p p u H Z h g gρ--==++∑(2)由此可知，1p 愈小，s H 愈大。
但当1p 低达v p (输送液体的饱和蒸汽压)时，液体就要汽化，就产生汽蚀现象，使泵无法工作，所以对1p 的降低幅度应有限制。
由上式可见，1p 随着泵的几何安装高度s Z 提高而降低，故最终应对泵的几何安装高度加以限制。
在离心泵的铭牌(性能表)上一般都列有允许吸上真空高度s H 允许和汽蚀余量h ∆允许，二者均是对泵的安装高度加以限制，以避免汽蚀现象发生。
泵的汽蚀报告
泵汽蚀判断： NPSHa>NPSHr 不发生汽蚀 NPSHa=NPSHr 开始发生汽蚀 NPSHa>NPSHr 严重汽蚀
一般而言，当NPSHa=NPSHr 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：
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
液体汽化
气泡凝结
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
高压水击
电化学腐蚀
汽蚀危害
泵
高温、高压、高频 冲击负荷及电化学 腐蚀作用
泵的汽蚀
Contents
1 汽蚀现象及危害 2 汽蚀余量 3 汽蚀类型 4 防止汽蚀的措施
一、汽蚀现象及危害
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
ha
ps
g
vs2 2g
pv
g
ps
g
ha
vs2 2g
pv
g
pa
g
ps
g
pa
g
pv
g
vs2 2g
ha
ha减小到等于hr时，吸上真空度达到[Hs]。
[Hs]
pa
g
离心泵实验室中的汽蚀试验
开式系统是指贮水装置是一个敞开的水池。试 验时，通过调节进水阀门提高真空度，调节出水阀 门使流量稳定在预定值，使其工作，记录流量、功 率、压力、真空度及水温；然后关小进水阀门提高 真空度，当 真 空 度 达 到 预 定 值 时 停 止 调 节 进 水 阀 门 ， 调节出水阀门使流量稳定在预定值，记 录 上 述 指 标 ， 一直做到完全汽蚀。
这种方法的优点是设备简单，试验中水温变化 不大；缺点是不易做大流量低扬程泵的汽蚀试验。 ３．３ 降低水位法汽蚀试验
由式（３）可知，降低吸水面的水位可增大 H g 值， 进而提高真空度。降低水位法汽蚀试验是根据此原 理进行的，其测试数据与上述两种试验相同。
这种方法优点是反映数据真实，可测得实际数 据；缺点是吸水面调整时不易稳定，操作复杂。
腾起来生成大量的气泡，在叶片的作用下，汽泡破 裂，气泡的空间就形成了局部真空。因此，四周的 水就会以极高的速度冲向这个局部真空，叶轮便遭 到了强力的水力冲击，从而出现了叶轮被水敲击的 现象。这种现象在叶轮金属表面持续发生时，金属 表面会遭到严重的侵蚀破坏，这就是汽蚀现象。所 以说，汽蚀是由于水的汽化而引起的一种对泵的破 坏现象。离心泵发生汽蚀时，总伴有噪音和震动现 象，吸入的液体内混有大量气泡，泵的流量、扬程、 功率和效率都要降低，严重时可使泵遭到损坏且使 其断流。
封 闭 系 统 是 指 整 个 循 环 系 统 是 封 闭 的 。试 验 时 ， 先调节进水阀门的流量达到预定值，使真空表出现 少许负压，在 关 闭 真 空 控 制 阀 的 情 况 下 ，使 其 工 作 ， 记录流量、功率、压力、真空度及水温；然后开启 真空泵，使真空度逐渐提高，达到预定值后，再关 闭真空控制阀，把 上 述 指 标 记 录 下 来 。如 此 做 下 去 ， 直到完全汽蚀。
离心泵的气蚀现象及改善措施
离心泵的气蚀现象及改善措施气蚀是影响设备正常运行的重要因素，所以分析气蚀产生的原因具有重要作用和意义。
文章主要就离心泵气蚀的现象进行了深入的分析研究，提出了预防措施，解决了离心泵气蚀的问题。
希望可以为相关工作人员提供帮助，仅供参考。
标签：离心泵；气蚀；分析；改进气蚀又称空蚀，穴蚀，是因为流体在高速流动下和压力变化条件下，与流体密切接触的金属表面上发生洞穴状、麻点状等腐蚀破坏的现象，经常发生在叶片叶端的高速减压地带，在此形成腐蚀空穴（如图1所示），水泵叶轮低压区的压力小于饱和蒸汽压时，水就会大量汽化，同时原先溶解在水中的气泡也会自动逸出，出现了冷沸现象，形成的气泡中充满蒸汽和逸出的气体。
在此形成空穴，空穴在高压区域被压破并产生了强烈的冲击压力，破坏了金属表面上的防护膜，从而使腐蚀速度加快，进一步破坏了金属材料。
1 气蚀对设备产生的影响（1）产生噪声和振动。
气泡破灭时，液体质点会相互撞击，同时也会撞击金属表面，从而产生各种频率的噪声，若生成大量气泡，则可能出现气缚现象，迫使离心泵停止工作。
（2）降低泵的性能。
汽蚀产生了巨量的气泡，堵塞了流道，阻碍了泵内液体的流动连续性，使泵的流量、扬程和效率都明显下降，造成时间和经济上的浪费。
（3）气蚀发生的主要原因是叶轮吸入口附近静压强低于某值所致。
从而造成了该处静压强过低，其原因还有如泵的安装高度超过允许范围、泵送液体温度过高等。
气蚀初期，表现为金属表面出现麻点，继而表面出现沟槽状、海绵状、鱼鳞状等痕迹；严重时可造成叶片穿孔、甚至叶轮破裂，酿成严重的事故。
2 造成气蚀的主要原因流体在高速流动和压力变化条件下，与流体接触的金属表面上发生洞穴状腐蚀破坏的现象。
如果泵内压力降低到等于或低于液体在当时温度的汽化压力，汽化就会发生，产生蒸汽，同时由于压力降低，溶解在液体中的空气也会析出，蒸汽和析出的空气和液体一起形成气泡，气泡随同水流从低压区流向高压区，气泡在高压作用下迅速液化、破裂，产生局部空穴，液体在压力作用下迅速填充空穴，产生空穴效应，对周围产生冲击力，而这种冲击力瞬间可达到很高的压力，频率极高，会对相关部件产生机械剥蚀，而析出的空气又能使相关部件产生化学腐蚀，甚至部件被蚀穿，冲击还会使部件出现疲劳损坏（如图2所示）。
火力发电厂离心泵的汽蚀现象及其防范措施
C电厂优化运行条件的实践
背景介绍
C电厂在运行过程中，发现离心泵存在汽蚀现象，影响了泵的性能和寿命。为了解决这一问题，C电 厂决定优化运行条件。
解决方案
为了解决汽蚀问题，A电厂采用了以下措施：更换新型泵，提高泵的抗汽蚀性能 ；加强泵的维护和检修，定期更换易损件；优化运行条件，降低汽蚀发生的可能 性。
B电厂离心泵抗汽蚀改造案例
改造背景
B电厂的离心泵由于汽蚀现象，导致泵的性能下降，维修成本增加。因此，B电厂决定对离心泵进行抗汽蚀改造。引进和吸收 先进的设计理念和技术成果，提高我国火力发电 厂离心泵的技术水平和可靠性。
加大对科研和人才的投入力度，培养一批具备创 新能力和实践经验的科研人员和技术骨干，为我 国火力发电厂的持续发展和提升提供强有力的人 才保障。
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优化措施
C电厂采用了以下措施：根据实际需求，合理调整离心泵的运行参数；加强水质管理和监督，减少水 中杂质对泵的影响；优化泵的安装和布局，降低汽蚀发生的可能性。
06
结论与展望
结论
汽蚀现象是火力发电厂离心泵运 行中常见的问题之一，对泵的性
能和安全性产生严重影响。
汽蚀现象的发生与泵的设计、制 造、安装、运行和维护等多个环 节有关，因此需要采取综合措施
监测泵入口压力
通过安装压力传感器，实时监测 泵入口的压力变化，判断汽蚀的
发生。
监测泵振动
汽蚀会导致泵体振动加剧，通过安 装振动传感器，可以及时发现汽蚀 迹象。
监测泵噪音
化工原理离心泵的汽蚀现象
化工原理离心泵的汽蚀现象离心泵的汽蚀现象是指在离心泵工作过程中，由于液体的压力降低，发生气体凝结，析出气泡，甚至产生水蒸汽，进而影响泵的正常运行。
汽蚀现象不仅会导致泵的效率下降，甚至还可能损坏泵的部件，对离心泵的正常运行造成重大影响。
汽蚀的原因可以归结为两个方面：液体压力降低和液体中的气体的析出。
首先，离心泵在工作过程中，由于液体的流体阻力和摩擦阻力，在泵的进口和出口处会产生一定程度的压力损失。
当液体通过泵的各个部件时，速度加快，压力降低，因此会导致液体的压力下降。
当液体的压力降低到饱和蒸汽压以下时，液体中的气体就会析出形成气泡。
随着液体继续通过泵的运动，这些气泡会被带到泵的出口处，进一步膨胀形成气隙，造成泵的性能下降。
其次，在液体中存在溶解的气体，在液体的温度升高、压力降低的情况下，这些气体会析出形成气泡。
这些气泡会在液体中聚集，随着液体通过离心泵的运动，气泡会随着离心力的作用，从液体中分离出来，形成空腔，进一步导致泵的性能下降。
汽蚀现象对离心泵的影响有以下几个方面：首先，汽蚀降低了泵的效率，使泵的扬程降低，流量减小，进而导致泵的性能下降。
因为当液体存在气蚀的时候，液体的密度会发生变化，密度减小会导致液体的质量不足，降低泵的扬程和流量。
其次，汽蚀还可能导致泵的振动增大，对泵的稳定性产生不利影响。
当气泡和空腔通过泵的转子时，会产生振动和冲击力，加速泵的磨损，导致泵的性能下降，甚至损坏泵的部件。
最后，汽蚀还会对泵的寿命产生影响。
当泵发生汽蚀时，会产生冲击力和振动，加速泵部件的磨损，进而影响泵的寿命。
为了避免汽蚀现象的发生，可以采取以下措施：首先，增加泵的进口压力。
可以通过在泵的进口处增加一个进口管道，将液体引导到泵的进口处，增加液体的进口压力，从而降低汽蚀的发生。
其次，增加液体的温度。
当液体的温度升高时，溶解在液体中的气体析出的可能性会减小，从而减少汽蚀的发生。
最后，可采用改进泵的结构设计，例如在泵的进口处增加一个气体分离器，可以将液体中的气体分离出来，减少气泡和空腔的形成，从而减少汽蚀的发生。
离心泵的汽蚀现象
离心泵的汽蚀现象离心泵是一种常见的流体机械设备，广泛应用于工业生产、市政工程和农业灌溉等领域。
然而，在实际应用中，离心泵还会出现一种称为“汽蚀”的现象。
本文将以离心泵的汽蚀现象为标题，探讨其产生原因、影响以及相应的解决方法。
一、汽蚀现象的产生原因离心泵的汽蚀现象主要是由于工作液体中存在气体或蒸汽，当液体中的静压力小于液体的饱和蒸汽压力时，液体中的气体就会以气泡的形式析出。
当液体通过离心泵的叶轮时，气泡会随着液体一起进入泵腔，并在压力恢复的地方迅速崩解，形成微小的气泡爆破，产生冲击波，从而对泵体和叶轮造成损坏。
二、汽蚀现象的影响汽蚀现象会导致离心泵的性能下降，降低其工作效率。
同时，汽蚀还会引起泵体和叶轮的磨损加剧，缩短设备的使用寿命。
更严重的是，汽蚀会产生噪音和振动，给工作环境带来不良影响，甚至对周围设备和管道造成破坏。
三、汽蚀的解决方法1. 提高进口压力：通过增加进水管道的直径、降低进水管道的高度差或增加进水泵站的水位，可有效提高进口压力，减少汽蚀现象的发生。
2. 降低液体温度：降低液体的温度可以减少液体中的气体溶解度，从而减少汽蚀的可能性。
可以采取增加冷却设备、增加液体流动速度等方式来降低液体温度。
3. 安装汽蚀阀：在离心泵的吸入管道上安装汽蚀阀，可以有效防止进口压力降低到饱和蒸汽压力以下，从而避免汽蚀现象的发生。
4. 选择适当的材质：对于易受腐蚀的介质，应选择耐蚀性好的材质制成泵体和叶轮，以减少腐蚀引起的气泡析出。
5. 正确维护保养：定期检查离心泵的进水管道、密封件、叶轮等部件，保持设备的正常运行状态，及时清理堵塞物，防止气蚀现象的发生。
四、总结离心泵的汽蚀现象是由液体中气体析出引起的，会影响泵的性能和寿命，并产生噪音和振动。
通过提高进口压力、降低液体温度、安装汽蚀阀、选择适当的材质以及正确的维护保养，可以有效减少汽蚀现象的发生，提高离心泵的工作效率和可靠性。
在实际应用中，对于离心泵的汽蚀问题应引起重视。
离心泵吸上真空高度和汽蚀余量
决定
几何安装高度HB
吸上真空高度Hs
Hs达到某一数值时，泵内发生汽蚀，该数值称为泵的最大吸 上真空高度，用符号Hsmax表示
Hsmax由泵的制造厂通过试验确定 减去0.3m
允许吸上真空高度，用符号[Hs]表示
Hs
=
HB
+
v12 2g
+ ∑hw
[Hs]＝Hsmax－0.3m
用[HB]允许几何安 装高度代替HB
+ HB
+ ∑hw
1e
K
吸水池液面变化很小
p0
- p1 γ
=
pa
- p1 γ
=
Hs
Hs
=
HB
+
v12 2g
+
∑hw
ps
pHale Waihona Puke - p1 γ= H吸B水+池2v液g12 面+为∑大hw气压力pa
0
1 s0
吸上真空高度HS：泵吸入口处真空表的读数
Hs
= HB
+
v12 2g
+ ∑hw
一定工况下，速度水头和流动损失都是定值
[Hs] 使用不便
使用地点的大气压 吸入管路中的阻力 输送液体的性质和温度
泵汽蚀性能的参数
汽蚀余量，符号NPSH
有效汽蚀余量NPSHe 必须汽蚀余量NPSHr
1、有效汽蚀余量NPSHe
实践证明，同一台泵使用不同的吸入装置是否发生汽蚀也不同 按照泵吸入装置情况确定的汽蚀余量称为有效汽蚀余量NPSHe
有效汽蚀余量指泵吸入口处，单位重量液体所具有的 超过汽化压力的富余能量
NPSHe
=
p1 γ
实验实训7 离心泵的汽蚀现象演示试验
实验实训7 离心泵的汽蚀现象演示试验
1．试验目的
演示泵在运行时可能发生的汽蚀现象，增加学生对这方面的感性认识。
2．试验装置
利用离心泵综合试验台中的泵Ⅱ运行系统来进行。
3．试验原理
对于泵的运行来说，在转速和流量为定值时，泵的汽蚀余量是不变的，而利用本实验装置可以人为地使其汽蚀余量在固定的流量情况下可以变化。
它是采用抽真空的办法来改变装置的汽蚀余量(泵的蓄水箱可以使其成为密封的水箱，水箱中水被泵抽出而产生真空，其真空度可以用阀门2l调节回水量来改变)，直到达到汽蚀的临界状态而开始发生汽蚀。
4．演示实验步骤
1)试验前准备
✧将水箱5注满水直至排汽阀18溢水为止；
✧关闭阀门4，10，11，16；打开阀门14，21。
2）进行演示
✧启动泵Ⅱ，即打开阀门3；
✧调节阀门14到一定的流量Q；
在此流量下将阀门21由开启向关闭方向逐步调节，使水箱内的真空度逐渐增大，同时观察流量计读数△h，真空压力表8读数Hs和压力表13读数H(扬程)。
继续调节阀门21，直至观察到压力表13的指引发生颤动或急剧下降为止，此时流量也急剧减小，甚至直到流量为零，即发生了汽蚀。
5．思考题
1、汽蚀的原理是什么？该实验操作为什么能产生汽蚀现象？
结合汽蚀的产生原理，试分析制冷系统水系统是否存在汽蚀隐患，怎么防止？。
离心泵试验方法标准
离心泵试验方法标准
离心泵试验方法标准如下：
1.性能试验：用来确定离心泵的扬程、轴功率、效率与流量之间的关系。
离心泵从零流量开始至少要测到大于使用范围最大流量的15%。
混流泵、轴流泵和漩涡泵从阀门全开状态开始，至少要测到小于最小流量的15%。
测点应均布在整个曲线上，对离心泵、漩涡泵多于13点，轴流泵、混流泵多于15点。
2.运转试验：检查泵轴承和填料的温升，离心泵填料函的泄漏和噪声振动的大致情况。
关于密封环、平衡盘、轴承等处的磨损情况可在试验后进行检査。
3.汽蚀试验：用来确定临界汽蚀余量与流量之间的关系，或者验证离心泵的临界汽蚀余量小于或等于规定的必需汽蚀余量。
以上是离心泵试验方法的部分标准，仅供参考。
如需了解更多信息，建议咨询专业人士。
离心泵的汽蚀现象及其危害
离心泵的汽蚀现象及其危害液体在从泵吸人口流到叶片进口前，还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，液流在进口的wl撞击叶片正面，最低压力在叶片进口处靠近前盖板的叶泵Q超过设计Q时，w1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，2. 汽蚀现象及其危害1）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 2）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，引起噪音和振动。
3）造成后果这时泵的Q、H和效率都将降低，严重时导致吸人中断。
气穴破灭区的金属受高频高压液击而热，对金属有化学腐蚀作用。
在上述双重作用下，叶轮外缘的叶片及盖板、蜗壳或导轮等处会汽蚀余量汽蚀余量是指泵人口处液体所具有的总水头与液体汽化时的压力头之差，用Dh表示。
汽蚀余量Dhr之分。
Dha—指泵工作时实际所具有的汽蚀余量，取决于泵的吸人条件和液体的P，而与泵无关。
它能量式中: z- 泵吸人口位置头；Ps-泵吸人口绝对压力，Pa；Vs—泵吸人口流速，m／s。
Dhr为必需汽蚀余量-指泵为避免汽蚀所必需的汽蚀余量，它取决于泵进口部分的几何形状以及力进一步降低的程度，而与泵的吸人条件及所吸液体的Pv值无关。
Dhr越小，表明泵的汽蚀性随Q的增大而增大，因为Q增大时，液体进泵后的压降也增加的缘故。
Dhr用汽蚀试验来确定和Hs都是由同样的汽蚀实验得出的用以表示泵吸人性能好坏的性能参数，其性质一样，防止汽蚀的措施大多数离心泵都要避免工作中出现汽蚀。
考虑到工况可能变化和潜伏汽蚀的危害，泵在使用时在船用泵中，比较容易发生汽蚀的主要是:1.所输送的液体温度较高的泵,如锅炉给水泵、热水循环泵等；2.或工作中流注高度会显著降低的泵，如货油泵等；3.还有那些吸人液面真空度较大的泵，如冷凝器及海水淡化装置的凝水泵；防止汽蚀的措施：1.提高装置的Dha1)尽可能减小吸人管路的阻力2)减小吸上高度或增大流注高度3)控制液体温度不要过高2.减小泵的Dhr1）在设计时尽量改进叶轮人口处的几何形状：加大叶轮的进口直径和叶片进口边的宽度；增曲叶片或双吸叶轮；在泵的进口加设诱导轮等2）采用强度和硬度高、韧性和化学稳定性好的抗汽蚀材料来制造叶轮，以及提高通流部分表效措施。
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离心泵汽蚀实验_________
一、实验目的及要求：
（1）通过实验了解测定离心泵汽蚀性能的基本方法；
（2）观察离心泵汽蚀发生时，其扬程和流量迅速下降的现象，加深对离心泵汽蚀现象的理解。
二、实验原理：
离心泵转速和流量为定值时，泵的必需汽蚀余量NPSHr是不变的。
而装置的有效汽蚀余量NPSHa可以随装置参数而变化。
当NPSHa=NPSHr时离心泵开始汽蚀。
由离心泵原理可知，装置的有效汽蚀余量
NPSH a=p s
ρg +v s2
2g
−p t
ρg
=p a
ρg
−H s+v s2
2g
−p t
ρg
（1）
式中，p s和v s-------泵入口处液体的绝对压力和流速；
P t和ρ------液体的饱和蒸汽压和密度；
H s------为泵入口处的吸入真空度，H s=p a
ρg −p s
ρg
；
P a-------当地大气压。
由式可见，增加吸入真空度H s，可以使装置有效汽蚀余量NPSHa减小。
当吸入真空度H s达到最大吸入真空度(H s)max时，NPSHa=NPSHr，离心泵发生汽蚀。
从装置吸入管能量方程中可以推导出吸入真空度：
H s=p a
ρg −p A
ρg
+v s2
2g
+H j+ΔℎA−s=H A+v s2
2g
+H j+ΔℎA−s(米)m （2）
式中，p A------吸入液面上绝对压力；
H A------吸入液面的真空度；
H j ------泵的安装高度；
注：此处为负值（泵所在高程减去液面所在高程），称作是：灌注头。
Δh A-s ------吸入管路阻力损失。
从式中可知，增加吸入液面真空度H A，增大泵的安装高度H j和增大吸入管路损失Δh A-s，都可以使吸入真空度H s上升，促成离心泵汽蚀来进行汽蚀实验。
由离心泵性能可知，离心泵转速和流量不变时，扬程为定值。
但当泵发生汽蚀时，扬程和流量都会急剧下降。
这样，我们可以在一定流量Q下测出不同吸入真空度下的扬程H数值，根据扬程急剧下降的趋势判断汽蚀点，如图1所示，按JB1040-67规定，扬程下降1%的点为离心泵的最大吸入真空度(H s)max值，即图上的C点。
离心泵的允许吸入真空度[H s]= (H s)max-K(米液柱)mH2O。
K为安全裕量，K=(米液柱)mH2O。
在不同流量Q下测不同的最大吸入真空度(H s)max，考虑安全裕量就可以得到离心泵汽蚀性能[H s]-Q关系,离心泵汽蚀性能另一种形式[NPSHr]-Q也可以经过计算得到。
离心泵汽蚀实验可以在闭式或开式实验装置上进行。
吸入真空度H s改变，在封闭式实验装置内是靠储水罐液面真空度H A的变化来实现的；开式实验装置是利用吸入液面水位（H j）的变化或调节吸入阀门（Δh A-s变化）来完成的。
本实验为封闭系统，使用真空泵来增加储水罐液面真空度H A，从而改变吸入真空度H s。
实验时保持泵的转速和流量不变，测出不同液面真空度H A下的吸入真空度H s和排出压力p d，计算泵的扬程。
在H-H s曲线上得到该流量下最大吸入真空度(H s)max和允许吸入真空度[H s]。
图1 H-H s图
三、实验步骤：
1、检查
1）盘车，检查电动机、离心泵、真空泵转动是否灵活；
2）检查各压力表指针是否回零；
3）打开吸入和排出调节阀；
4）利用灌注头灌泵，泵灌满后关闭排出调节阀；
5）检查试验装置各处是否泄漏。
2、启动
1）启动离心泵，慢慢打开排出阀和各仪表控制阀门。
检查泵和仪表工作情况；
2）待离心泵工作稳定后，调节流量，待流量稳定后，启动真空泵；
3）启动真空泵后，关闭真空放空阀，检查储水罐真空表是否动作。
3、数据的测量
1）将流量大小调至所需数值，流量的大小采用电磁流量转换器测量。
2）本实验为动态测量。
测量各参数为液面真空度H A吸入真空度H s和排出压力p d。
待流量稳定后同时测量各测点参数值。
要求读数果断，迅速、准确。
3）当泵入口真空度H s很高，汽蚀快要发生时，应集中精力观测和记录数据，并缩小测量间隔。
若流量略有下降，应及时调节排出阀保持流量稳定。
当吸入真空度H s不再上升，出口压力急剧下降，流量Q也逐渐减小，当调节排出阀已经不能保持流量时，说明离心泵已经严重汽蚀。
这时可停止测量。
4）打开放空阀降低液面真空度H A和吸入真空度H s。
重新调节流量。
进行下一轮测量。
4、停车
1）关闭排出阀和入口真空表阀门；
2）停离心泵；
3）打开真空泵放空阀，待储水罐液面真空度回零后停真空泵。
注意：放空阀未开时不要停真空泵，否则会将真空泵中液体抽回管道中。
四、思考题：
1、什么是离心泵的汽蚀？有哪些危害？
答：根据离心泵的工作原理可知，液流是在吸入罐压力p A和叶轮进口最低压力p k间形成的压差（p A-p k）的作用下流入叶轮的。
叶轮进口处压力p k越低，吸入能力越大。
但若p k 降低到液体在输送温度下的饱和蒸汽压p v时，就会出现汽蚀。
此时的液体会气化，同时还可能有溶解在液体内的气体从液体中逸出，形成大量小气泡（空化）。
当这些小气泡随流体流到叶轮流道内压力高于p v的区域时，小气泡在四周液体压力作用下重新凝结、溃灭。
在小气泡的凝结溃灭过程中会伴随着巨大的水击压强冲击和夹杂其中的活泼性气体的电化学腐蚀，使得叶轮金属表面剥蚀严重。
汽蚀是水力机械都会面临的问题，发生汽蚀时，机械会产生噪音和振动，并伴有流量、扬程和效率的降低，有时甚至不能运转。
2、本装置是用什么方法作汽蚀特性的？还可用哪些方法作离心泵的汽蚀特性？
答：本装置是用真空泵抽取储水罐上方气体的方法降低p A（吸入液面压力）从而减小NPSH a（有效汽蚀余量）来产生汽蚀。
我们还可以设置升降装置，通过改变H j（泵的安装高度）以及减小吸入管的流量调节阀开度从而增大Δh A-s（吸入管路阻力损失）来实现汽蚀。
3、做实验时为什么要保持流量不变？如何保证流量不变？
答：此次实验是用抽真空的方法减小p A，进而减小NPSH a的方法来产生汽蚀。
刚产生汽蚀时NPSH a=NPSH r（必需汽蚀余量），为了让NPSH a减小，首先要保证NPSH r不变，只有通过控制流量不变才能保证，故此可以通过调节出口流量调节阀的开度来保证流量Q的不变。
五、实验总结：
此次实验通过观察离心泵发生汽蚀时扬程和流量都下降的现象，加深了我对于汽蚀的直观认识和理解。
离心泵是石油人尤其是我们储运人的“必修之器”，孔夫子说：“君若善其事，必先利其器。
”所以离心泵的学习是必须的也是必要的。
它的使用和操作我们在另一个“性能实验”中已经有了直观且深刻的了解。
任何机器都难免有“生病”的时候，我们为了不让它“生病”，就要在平时注意其维修保养机器工作时流量、扬程、压力等参数的变化，老师给我们演示了离心泵发生汽蚀时的流量扬程变化，目的不但是研究，更多的我想应是以后怎样尽量减轻甚至避免汽蚀这种现象的发生。
把所学应用在工程中的一些实际问题中，诸如如何确定泵的安装高度、怎样选泵、利用汽蚀比转数来确定不发生汽蚀的允许转速等等。
此外，还有些问题尚不明确：
1）在回顾实验指导材料时在实验准备阶段都说到了盘车、灌泵，那什么是盘车，在工程实践中又是怎样具体具体完成灌泵操作的呢？
2）教材中P55，有这样一段话：“在一般情况下，不允许用吸入管路上的阀门进行流量调节，以免增大阻力损失，降低有效汽蚀余量”，那么，吸入管路上的阀门都是做什么用的呢？
最后，一定要感谢指导老师您的谆谆教导，谢谢您！。