整理版汽蚀余量和水泵装置高计算
泵效率计算公式及汽蚀余量
泵效率计算公式及汽蚀余量
泵的效率是指泵把机械能转换为流体能量的比例，可以用以下公式计算：
泵效率=实际扬程/理论扬程*100%
其中，实际扬程是泵在实际工作中所能实现的扬程，理论扬程是根据流体动力学原理计算得出的泵的理论扬程。
泵的效率可以影响泵的性能和能耗。
当泵的效率较高时，能够更有效地将机械能转换为流体能量，从而提供更大的流量和扬程；而当泵的效率较低时，能量转化的损失会增加，流量和扬程也会较低。
对于液体泵来说，除了效率外还要考虑汽蚀余量。
汽蚀是指液体中的气体在流动速度增加的情况下溶解度下降，形成气泡的现象。
汽蚀会引起泵的性能下降、噪音增加，严重的话还会导致泵的损坏。
为了避免汽蚀对泵的影响，泵的设计需要保留一定的汽蚀余量。
汽蚀余量是指泵在额定工况下，泵进口压力与饱和蒸汽压力之差。
一般来说，汽蚀余量应该大于0.5m以上，这样才能保证泵在运行时不会发生汽蚀。
为了计算汽蚀余量，可以使用以下公式：
汽蚀余量=泵进口压力-饱和蒸汽压力
其中，泵进口压力可以通过测量泵的进口压力计算得到，饱和蒸汽压力可以通过查阅蒸汽表得到。
需要注意的是，汽蚀余量的计算需要考虑泵的工作条件和操作环境。
不同的泵在不同的工况下，汽蚀余量的要求也会有所不同。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况进行计算和评估。
总之，泵的效率和汽蚀余量是评价泵性能的两个重要指标。
高效率的泵和有足够的汽蚀余量可以提供更好的性能和可靠性，对于泵的设计和选择有着重要的意义。
汽蚀余量和泵的安装高度的关系
精心整理先说一下各种汽蚀余量的概念：NPSH ，汽蚀余量，是水泵进口的水流能量相对汽化压力的富余水头。
要谈允许汽蚀余量的由来，首先讲NPSH 的一种：有效汽蚀余量NPSHa （NPSHavailable ，也有以Δha 表示），取决于进水池水面的大气压强、泵的吸水高度、进水管水头损失和水流的工作温度，这些因素均取决于水泵的装置条件，与水泵本身性能无关，所以也有叫装置汽蚀余量的。
NPSHr （NPSHrequired ，Δhr），必需汽蚀余量。
由上所述，在一定装置条件下，有效汽蚀余量Δha 为定值，此时对于不同的泵，有些泵发生了汽蚀，有些泵则没有，说明是否汽蚀还与泵的性能有关。
因为Δha 仅说明泵进口处有超过汽化压力的富余能量，并不能保证泵内压力最低点（与泵性能有关）的压力仍高于汽化压力。
将泵内的水力损失和流速变化引起的压力降低值定义为必须汽蚀余量Δhr，NPSHc （，这样规定，临界k/2)%时的式数。
如同测Δhc~Q 1 一般可达15～25m/s 。
液体离开叶轮进入泵壳后，由于泵壳中流道逐渐加宽，液体的流速逐渐降低，又将一部分动能转变为静压能，使泵出口处液体的压强进一步提高。
液体以较高的压强，从泵的排出口进入排出管路，输送至所需的场所。
当泵内液体从叶轮中心被抛向外缘时，在中心处形成了低压区，由于贮槽内液面上方的压强大于泵吸入口处的压强，在此压差的作用下，液体便经吸入管路连续地被吸入泵内，以补充被排出的液体，只要叶轮不停的转动，液体便不断的被吸入和排出。
由此可见，离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转的叶轮，液体在离心力的作用下获得了能量以提高压强。
通常在吸入管路的进口处装有一单向底阀，以截留灌入泵体内的液体。
另外，在单向阀下面装有滤网，其作用是拦阻液体中的固体物质被吸入而堵塞管道和泵壳。
启动与停泵：灌液完毕后，此时应关闭出口阀后启动泵，这时所需的泵的轴功率最小，启动电流较小，以保护电机。
启动后渐渐开启出口阀。
水泵的汽蚀余量和安装高度
水泵的汽蚀余量和安装高度一、气蚀的发生过程：液体汽化时的压力称为汽化压力（饱和蒸汽压力），液体汽化压力的大小和温度有关，温度越高，由于分子运动更剧烈，其汽化压力越大。
20℃清水的汽化压力为233.8Pa,而100℃水的汽化压力为101296Pa(一个大气压)。
可见，一定温度下的压力是促成液体汽化的外界因素。
液体在一定温度下，降低压力至该温度下的汽化压力时，液体便产生气泡，把这种产生气泡的现象称为气蚀。
气蚀时产生的气泡，流动到高压处时，其体积减小以至破灭。
这种压力上升，气泡消失在液体中的现象称为气蚀的溃灭。
为保证泵不汽蚀，泵叶轮进口处单位重量的液体所必须具有的超过汽化压力的富余能量。
浅释如下：当离心泵的吸入高度过大和液体温度较高时，以致使吸入口压强小于或等于液体饱和蒸汽压，则液体会在泵进口处沸腾汽化，在泵壳内形成一个充满蒸汽的空间，随着泵旋转，气泡进入高压区，由于压差的作用，气泡受压破裂而重新凝结，在凝结的一瞬间，质点互相撞击，产生了很高的局部压力，如果这些气泡在金属表面附近破裂而凝结，则液体质点就象无数小弹头一样，连续击打在金属表面，使金属表面产生裂纹，甚至局部产生剥落现象，使叶轮表面呈蜂窝状，同时气泡中的某些活泼气体如氧气等进入到金属表面的裂纹中，借助气泡凝结时放出的热量，使金属受到化学腐蚀作用，上述现象即为汽蚀。
汽蚀现象产生时，泵将产生噪音和振动，使泵的扬程、流量、效率的性能急剧下降，同时加速了材料的损坏，缩短了机件的使用寿命，因此，必须限制泵的吸入高度，防止液体大量汽化，以免发生汽蚀现象。
一台泵在运转中发生了气蚀，但在完全相同的条件下换上另一台泵可能就不会发生气蚀，这说明是否发生气蚀和泵本身的抗气蚀性能有关。
反之，同一台泵在某一条件下（如吸上高度7米）使用发生气蚀，改变使用条件（如吸上高度5米）则不会发生气蚀，这说明是否发生气蚀还与使用条件有关。
这就是泵汽蚀余量或必需气蚀余量NPSHr（又称必需的净正压头）和装置气蚀余量或有效气蚀余量NPSHa（又称有效的净正压头）.。
汽蚀余量与安装高度计算
汽蚀余量与安装高度计算
汽蚀是指泵在运行过程中，由于压力变化而产生的蒸汽和气泡，造成流体流动的异常现象。
在泵的工作过程中，如果压力低于沸点压力，液体会快速蒸发形成气泡，气泡沿着流体流动的方向运动，当气泡进入高压区域时又会瞬间坍塌形成冲击波，这种冲击波会使金属表面受损。
这就是汽蚀现象的产生。
汽蚀余量是指泵进口压力与沸点压力之间的差值。
计算汽蚀余量的公式如下：
汽蚀余量=泵进口压力-沸点压力
安装高度是指泵进口与介质液面的相对高度，也可以理解为泵的吸入深度。
安装高度的计算需要考虑介质液面的位置和泵的位置。
如果介质液面高于泵的位置，安装高度是正值，反之则为负值。
在计算安装高度时，需要考虑以下几个因素：
1.介质液面的高度：介质液面高于泵位置时，安装高度为正值；反之为负值。
2.泵的位置：泵的位置越高，安装高度越低。
3.引水管道的长度和形式：长管道、管道形状变化或者有阻塞物会增加泵的吸入阻力，从而使安装高度增加。
根据以上因素
安装高度=介质液面高度-泵的位置-泵引水管道的压力损失
其中，泵引水管道的压力损失需要通过管道流体力学公式和管道摩擦系数来计算，这一部分的计算比较复杂，需要具体的管道参数，包括管道直径、长度、介质的流量和粘度等。
在实际工程中，通常需要进行模型试验或者借助计算机软件来进行精确的计算。
汽蚀和安装高度的计算对于泵的正常运行非常重要。
如果汽蚀余量较大或者安装高度过大，可能会导致泵的性能下降、易产生震动，甚至造成气蚀破坏。
因此，在选型和设计泵的时候，需要综合考虑介质的性质、泵的工作条件等因素，以确保泵的安全运行。
泵的汽蚀余量和安装高度计算
泵的汽蚀余量和安装高度的计算一、气蚀的发生过程液体汽化时的压力称为汽化压力〔饱和蒸汽压力〕,液体汽化压力的大小和温度有关,温度越高,由于分子运动更剧烈,其汽化压力越大.20℃清水的汽化压力为233.8Pa,而100℃水的汽化压力为101296Pa<一个大气压>.可见,一定温度下的压力是促成液体汽化的外界因素.液体在一定温度下,降低压力至该温度下的汽化压力时,液体便产生气泡,把这种产生气泡的现象称为气蚀.气蚀时产生的气泡,流动到高压处时,其体积减小以至破灭.这种压力上升,气泡消失在液体中的现象称为气蚀的溃灭.为保证泵不汽蚀,泵叶轮进口处单位重量的液体所必须具有的超过汽化压力的富余能量.浅释如下：当离心泵的吸入高度过大和液体温度较高时,以致使吸入口压强小于或等于液体饱和蒸汽压,则液体会在泵进口处沸腾汽化,在泵壳内形成一个充满蒸汽的空间,随着泵旋转,气泡进入高压区,由于压差的作用,气泡受压破裂而重新凝结,在凝结的一瞬间,质点互相撞击,产生了很高的局部压力,如果这些气泡在金属表面附近破裂而凝结,则液体质点就象无数小弹头一样,连续击打在金属表面,使金属表面产生裂纹,甚至局部产生剥落现象,使叶轮表面呈蜂窝状,同时气泡中的某些活泼气体如氧气等进入到金属表面的裂纹中,借助气泡凝结时放出的热量,使金属受到化学腐蚀作用,上述现象即为汽蚀.汽蚀现象产生时,泵将产生噪音和振动,使泵的扬程、流量、效率的性能急剧下降,同时加速了材料的损坏,缩短了机件的使用寿命,因此,必须限制泵的吸入高度,防止液体大量汽化,以免发生汽蚀现象.一台泵在运转中发生了气蚀,但在完全相同的条件下换上另一台泵可能就不会发生气蚀,这说明是否发生气蚀和泵本身的抗气蚀性能有关.反之,同一台泵在某一条件下〔如吸上高度7米〕使用发生气蚀,改变使用条件〔如吸上高度5米〕则不会发生气蚀,这说明是否发生气蚀还与使用条件有关.这就是泵汽蚀余量或必需气蚀余量NPSHr〔又称必需的净正压头〕和装置气蚀余量或有效气蚀余量NPSHa〔又称有效的净正压头〕.二、泵安装高度的计算：泵之所以吸上液体,是因为叶轮旋转在叶轮进口造成真空,吸入液面的压力P0把液体压入泵的结果.即外因P0通过内因〔真空〕而起作用,二者缺一不可.最理想的情况是在叶轮造成真空,不计流动过程的损失,泵在标准大气压下只能吸上10.33米,实际泵的吸上高度均在10米以下.叶片入口处的压强P2和被输送液体在操作温度下的饱和蒸汽压Pv可用下面的等式表示：----------1ρ—被输送液体在操作温度下的密度,kg/m3g—重力加速度,=9.81m/s2△ha—气蚀安全量,一般取0.3米在泵入口1和叶片2间作能量恒算：移项得左边3项为NPSHa, 有效气蚀余量,即NPSHa=右边2项为NPSHr, 必需气蚀余量,即NPSHr=把公式1代入：移项得：-----------2在液面0和泵入口1间作能量恒算：Hg-------安装高度,mHf--------0-1之间的管道阻力损失移项得安装高度的计算公式：把2代入,得在实验条件下,P0为一个工程大气压,即P0=9.81*10000Pa,并以20℃清水为介质进行实验,密度为998.2kg/m3,饱和蒸汽压力Pv=2334.6Pa.若条件改变时这些参数均须改变.代入上面公式：=9.46-NPSHr-Hf为了确保离心泵正常操作,将所测得〔NSPH〕c值加上一定的安全量作为必需汽蚀余量〔NSPH〕r,并列入泵产品样本,或绘于泵的特性曲线上.1、根据装置的布置、地形条件、水位条件、运转条件、经济方案比较等多方面因素2、考虑选择卧式、立式和其它型式〔管道式、直角式、变角式、转角式、平行式、垂直式、直立式、潜水式、便拆式、液下式、无堵塞式、自吸式、齿轮式、充油式、充水温式〕.卧式泵拆卸装配方便,3、易管理、但体积大,4、需很大占地面积；立式泵,5、很多情况下叶轮淹没在水中,6、任何时候可以启动,7、便于自动盍或远程控制,8、并且紧凑,9、安装面积小,10、价格较便宜.3 、根据液体介质性质,确定清水泵,热水泵还油泵、化工泵或耐腐蚀泵或杂质泵,或者采用不堵塞泵.安装在爆炸区域的泵,应根据爆炸区域等级,采用防爆电动机.4.振动量分为：气动、电动〔电动分为220v电压和380v电压〕.5、根据流量大小,选单吸泵还是双吸泵：根据扬程高低,选单吸泵还是多吸泵,高转速泵还是低转速泵〔空调泵〕、多级泵效率比单级泵低,当选单级泵和多级泵同样都能用时,宜选用单级泵.6、确定泵的具体型号,采用什么系列的泵选用后,就可按最大流量,放大5%——10%余量后的扬程这两个性能主要参数,在型谱图或系列特性曲线上确定具体型号.利用泵特性曲线,在横坐标上找到所需流量值,在纵坐标上找到所需扬程值,从两值分别向上和向右引垂线或水平线,两线交点正好落在特性曲线上,则该泵就是要选的泵,但是这种理想情况一般不会很少,通常会碰上下列几种情况：A、第一种：交点在特性曲线上方,这说明流量满足要求,但扬程不够,此时,若扬程相差不多,或相差5%左右,仍可选用,若扬程相差很多,则选扬程较大的泵.或设法减小管路阻力损失.B、第二种：交点在特性曲线下方,在泵特性曲线扇状梯形X围内,就初步定下此型号,然后根据扬程相差多少,来决定是否切割叶轮直径,若扬程相差很小,就不切割,若扬程相差很大,就按所需Q、H、,根据其ns和切割公式,切割叶轮直径,若交点不落在扇状梯形X围内,应选扬程较小的泵.选泵时,有时须考虑生产工艺要求,选用不同形状Q-H特性曲线.通常把表示主要性能参数之间关系的曲线称为离心泵的性能曲线或特性曲线,实质上,离心泵性能曲线是液体在泵内运动规律的外部表现形式,通过实测求得.特性曲线包括：流量-扬程曲线〔Q-H〕,流量-效率曲线〔Q-η〕,流量-功率曲线〔Q-N〕,流量-汽蚀余量曲线〔Q-〔NPSH〕r〕,性能曲线作用是泵的任意的流量点,都可以在曲线上找出一组与其相对的扬程,功率,效率和汽蚀余量值,这一组参数称为工作状态,简称工况或工况点,离心泵最高效率点的工况称为最佳工况点,最佳工况点一般为设计工况点.一般离心泵的额定参数即设计工况点和最佳工况点相重合或很接近.在实践选效率区间运行,即节能,又能保证泵正常工作,因此了解泵的性能参数相当重要.。
装置汽蚀余量的计算
装置汽蚀余量的计算1. 泵汽蚀余量的说明1）汽蚀现象定义液体在一定温度下，降低压力至该温度下的汽化压力时，液体便产生汽泡。
把这种产生气泡的现象称为汽蚀。
汽蚀时产生的气泡，流动到高压处时，其体积减小以致破灭。
这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。
泵在运转中，若其过流部分的局部区域（通常是叶轮叶片进口稍后的某处）因为某种原因，抽送液体的绝对压力降低到当时温度下的液体汽化压力时，液体便在该处开始汽化，产生大量蒸汽，形成气泡，当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时，气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。
在气泡凝结破裂的同时，液体质点以很高的速度填充空穴，在此瞬间产生很强烈的水击作用，并以很高的冲击频率打击金属表面，冲击应力可达几百至几千个大气压，冲击频率可达每秒几万次，严重时会将壁厚击穿。
在水泵中产生气泡和气泡破裂使过流部件遭受到破坏的过程就是水泵中的汽蚀过程。
水泵产生汽蚀后除了对过流部件会产生破坏作用以外，还会产生噪声和振动，并导致泵的性能下降，严重时会使泵中液体中断，不能正常工作。
2）泵汽蚀基本关系式泵发生汽蚀的条件是由泵本身和吸入装置两方面决定的。
因此，研究汽蚀发生的条件，应从泵本身和吸入装置双方来考虑，泵汽蚀的基本关系式为：NPSHc ≤ NPSHr ≤ [NPSH] ≤ NPSHaNPSHa=NPSHr(NPSHc)――泵开始汽蚀NPSHa NPSHaNPSHr(NPSHc)――泵无汽蚀式中NPSHa――装置汽蚀余量又叫有效汽蚀余量，越大越不易汽蚀，欲增大装置汽蚀余量的话，在大气压和水温一定情况下，只有增大泵的进口压力。
NPSHr――泵汽蚀余量，又叫必需的汽蚀余量或泵进口动压降，越小抗汽蚀性能越好；NPSHc――临界汽蚀余量，是指对应泵性能下降一定值的汽蚀余量；[NPSH]――许用汽蚀余量，是确定泵使用条件用的汽蚀余量，通常取[NPSH]=（1.1～1.5）NPSHc。
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•
汽化压力水头的剩余的值。即
• 式中： ——介质的汽化压力水头
•
——泵进口处单位重量液体的压
力水头
3
• 式中： ——吸入液面的绝对压力水头；一 般吸水
• 的大气
液面与大气连通，为泵使用地
•
压力水头（m）
•
——泵的安装高度（几何吸上高度
）（m）
•
——吸水管路阻力损失（m）
•
∴
4
• 3、泵汽蚀余量NPSHr量 • 定义：NPSHr表征泵进口部分的压力降
• 计算所得的hg值为 ：
• 正值，泵可在最大 吸
• 上高度hg情况下运
行；
12
13
汽蚀余量和水泵安装高度计算
• 一、汽蚀余量
•
汽蚀余量又叫净正吸头，是表示汽蚀
性能的主
• 要参数。汽蚀余量国内曾用△h表示。
• 1、为了深入理解汽蚀的概念，应区分以下 几种汽
• 蚀余量：
• NPSHa——装置汽蚀余量又叫有效的汽 蚀余量，
•
是由吸入装置提供的，NPSHa
1
• NPSHt——试验汽蚀余量，是汽蚀试验时 算出的
7
• 二、水泵安装高度及其计算： • 1、水泵安装高度（几何吸上高度）hg
：泵中心线至吸入液面的几何高度。 • 2、泵安装高度hg的计算公式 •∵ • •∴
8
• 其中：
•
——大气压力，与使用地海拔高
度有关。
• 海拔高度
详见附件“全国主要城市的
• 中，为系
和大气压力”。在闭式系统
•
统压力。
•
——汽蚀余量（净正吸头）与泵
，其物理
• 意义表示液体在泵进口部分压力下降的 程度。
• 泵汽蚀余量与装置参数无关，只与泵进 口部分
• 的运动参数V0、W0、WK有关。其中 • V0 ——叶轮叶片进口稍前的点的液体
的绝对速
5
•
运动参数在一定转速和流量下由几
• 何参数决定的。这就是说NPSHr是由泵
• 本身决定的。对既定的泵，不论何种液
• 体，在一定转速和流量下流过泵进口，
• 因速度大小相同故均有相同的压力降，
• NPSHr相同。所以NPSHr和液体的性质无
• 关。NPSHr越小，表示压力降小，要求
• 装置必须提供的NPSHa小，因而泵的抗
• 汽蚀性能越好。
6
• 4、泵运行不产生汽蚀的条件如图所 • 示，泵运行不产生汽蚀，必须 • NPSHa ＞ NPSHr或 • NPSHa=[NPSH]=NPSHc+k • ∵NPSHc ≤NPSHr • ∴NPSHr+k ≈NPSHc+k • 则NPSHa=NPSHr+k运行时的 Nhomakorabea•
流量有关，计算时9应按最大
•
•
——入口管路损失，与入口管路
长度及管
• “钢管的
路附件多少有关，可按附件
• 管件的相
磨擦损失”及附表“管附属
•
当直管长度”计算。
•
——汽化压力，与介质温度有关
，可从附
10
11
• K——安全余量，
• K=（0.1~0.5） NPSHr
• 应用以上计算公式 ，
•
值，试验汽蚀余量有任意多个
，但对
•
应泵性能下降一定值的试验汽
蚀余量
•
中只有一个，称为临界汽蚀余
量，用
•
NPSHc表示。
• [NPSH]——许用汽蚀余量，这是确定泵使 用条件
2
• 这些汽蚀余量有以下关系：
•
NPSHc ≤ NPSHr ≤[NPSH] ≤ NPSHa
• 2、装置汽蚀余量NPSHa
• 定义：泵进口处单位重量液体具有的 能量超过