【正文】 要及時(shí)清除進(jìn)水池的污物和淤泥，使水流暢通，流態(tài)均勻，還要保證進(jìn)水喇叭口有足夠的淹沒深度。 ? 1 ．正確確定水泵安裝高程 ? 確定水泵安裝高程時(shí)，應(yīng)使水泵在任何工況下，裝置汽蝕余量（ NPSH） a大于水泵的必需汽蝕余量（ NPSH)r，或者水泵的吸上真空高度 HS，小于水泵的允許吸上真空高度 HSa。 ? 若 H允吸 為負(fù)值 ，表示該水泵必須安裝在水面以下，其淹沒深度不小于上述求得的數(shù)值，且不小于 － 。 ? （ NPSH)r 、 Hsa 應(yīng)按水泵運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的最大、最小凈揚(yáng)程所對(duì)應(yīng)的 （ NPSH)r或 Hsa值進(jìn)行計(jì)算，將算出的 H允吸 加上相應(yīng)進(jìn)水池的水位，得到最大、最小凈揚(yáng)程時(shí)的安裝高程，然后進(jìn)行比較，選最低的值作為水泵的安裝高程。當(dāng)水泵的使用條件為非標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)，應(yīng)進(jìn)行下列修正。 ? 只有合理確定水泵的安裝高程，才能盡量降低泵站的造價(jià)，保證水泵的正常運(yùn)行，防止汽蝕現(xiàn)象的發(fā)生。 ? 2 ．允許吸上真空高度與必需汽蝕余量的關(guān)系 第三章水泵的汽蝕與安裝高程 第三節(jié) 水泵安裝高程的確定 ? 水泵基準(zhǔn)面 高程稱為 水泵的安裝高程 。 ? 水泵的允許吸上真空高度 Hsa 值越高，說明抗汽蝕性能越好。 ? 可見 Hs 是隨著水泵吸水高度 H吸 的增加而增加的，當(dāng) H吸 值增加到某一個(gè)值時(shí)，水泵就要發(fā)生汽蝕，這時(shí)得到的 Hs 值稱 最大吸上真空高度 ，又稱臨界吸上真空高度，以符號(hào) Hsc 表示。為了使泵不發(fā)生汽蝕，必須使（ NPSH)a （ NPSH)r 。 第三章水泵的汽蝕與安裝高程 第二節(jié) 水泵的汽蝕性能 ? 必需汽蝕余量（ NPSH)r，是表征水泵汽蝕性能的參數(shù)，是計(jì)算水泵安裝高程的依據(jù)。 ? 泵的汽蝕試驗(yàn)是在保持一定的轉(zhuǎn)速和流量下，改變水泵裝置情況，當(dāng)泵內(nèi)開始發(fā)生汽蝕時(shí)的裝置汽蝕余量 （ NPSH)a即為臨界汽蝕余量 （ NPSH)c 。 ? 當(dāng)（ NPSH)a=（ NPSH)c時(shí) ，處于臨界狀態(tài)，泵開始發(fā)生汽蝕。 ? 當(dāng) k 點(diǎn)的壓力下降到等于泵工作溫度下的飽和汽化壓力時(shí)，此時(shí)的汽蝕余量稱 臨界汽蝕余量 （ NPSH)c。它與進(jìn)水池水面的大氣壓力、飽和汽化壓力、水泵的吸水高度和進(jìn)水管路的水頭損失等有關(guān)，與水泵的自身構(gòu)造無(wú)關(guān)。 ? 1 ．裝置汽蝕余量（ NPSH)a ? 裝置汽蝕余量是指水泵吸水管路系統(tǒng)給予水泵進(jìn)口處超過汽化壓力水頭的能量（就是水流在進(jìn)入水泵進(jìn)口前超過汽化壓力水頭的可供使用的能量），汽蝕基本方程左邊即為裝置汽蝕余量，用符號(hào)（ NPSH)a表示。 以泵軸線的水平面為基準(zhǔn)面，列水泵進(jìn)口 s— s斷面與葉片進(jìn)口 1— 1斷面的能量方程 : 列葉片進(jìn)口 1— 1斷面與葉面上壓力最低點(diǎn) k的相對(duì)運(yùn)動(dòng)能量方程 : ? 一、汽蝕基本方程 ? 將 2式代入 1式 ,可得 : ? 對(duì)方程進(jìn)行簡(jiǎn)化及變換后，方程為： ? 當(dāng) pk=p 汽時(shí)，泵內(nèi)開始發(fā)生汽蝕，將 p 汽代入上式得： ? 上式就是表征葉片泵汽蝕條件與影響汽蝕諸因素之間的關(guān)系式，稱 汽蝕基本方程 。 ? 、 2 ― 與泵吸入室結(jié)構(gòu)及葉輪入口幾何形狀等有關(guān)的壓降系數(shù)。 ? vs 、 v0 ― 泵進(jìn)口和葉片進(jìn)口水流的平均流速， m / S 。 ? 在葉片背面靠進(jìn)口的 k 點(diǎn)處壓力最低， k 點(diǎn)是水泵內(nèi)最容易產(chǎn)生汽蝕的點(diǎn)，水泵是否會(huì)產(chǎn)生汽蝕，取決于 k 點(diǎn)處的壓力值。 第三章水泵的汽蝕與安裝高程 第二節(jié) 水泵的汽蝕性能 ? 一、汽蝕基本方程 ? 泵在運(yùn)行時(shí)是否產(chǎn)生汽蝕，與泵本身抗汽蝕性能、泵吸水裝置系統(tǒng)等因素有關(guān)。 ? 3 ．產(chǎn)生噪音和振動(dòng) ? 水泵發(fā)生汽蝕時(shí)，水流質(zhì)點(diǎn)互相碰撞和擠壓，會(huì)產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)，造成機(jī)組零部件的破壞，嚴(yán) ? 重時(shí)水泵不能抽水，甚至造成水 ? 泵裝置和泵房結(jié)構(gòu)的破壞，危及 ? 建筑物的安全。 第三章水泵的汽蝕與安裝高程 第一節(jié) 水泵的汽蝕及其危害 ? 2 ．水泵過流部件發(fā)生破壞 ? 機(jī)械破壞作用、化學(xué)破壞作用、電化破壞作用， 水中含泥沙較多時(shí)，還伴隨著磨蝕破壞。 第三章水泵的汽蝕與安裝高程 第一節(jié) 水泵的汽蝕及其危害 ? 混流泵 ，由于葉槽較寬，氣泡占據(jù)葉槽斷面的某一部分，故出現(xiàn)Q－ H 曲線較平坦的下降，效率的下降也較為緩慢，圖 3－ 17 示。 ? （ 3 ）渦帶汽蝕 ? 渦帶型汽蝕是由于進(jìn)水池設(shè)計(jì)不當(dāng)，造成了在水泵的進(jìn)口處水流的紊亂和旋渦，產(chǎn)生了渦帶，把大量的氣體周期性地帶入泵內(nèi)，助長(zhǎng)或加重了葉面汽蝕。 第三章水泵的汽蝕與安裝高程 第一節(jié) 水泵的汽蝕及其危害 ? （ 2 ）間隙汽蝕 ? 間隙汽蝕發(fā)生在軸流泵葉輪中心線相應(yīng)的輪轂上，同時(shí)也發(fā)生在葉片的端部，如圖 4－ 3－ 16 所示。 ? 離心泵在大流量時(shí)，葉面汽蝕發(fā)生在 1 、 4 、 3 幾個(gè)部位，小流量時(shí)，發(fā)生在 2 、 4 、 1 幾個(gè)部位。 ? ( 1 ）葉面型汽蝕 ? 葉面型汽蝕是發(fā)生在葉片表面的汽蝕。 ? 由于相對(duì)大的尺寸，空化核的抗拉強(qiáng)度很低。 ? 液體 “ 空化核 ” 的存在是空化發(fā)生的內(nèi)在原因?？张轁鐚?shí)驗(yàn)照片： 第三章水泵的汽蝕與安裝高程 第一節(jié) 水泵的汽蝕及其危害 ? 機(jī)械作用：（ 1）沖擊波作用（水錘擊打）；（ 2）微射流作用（水流高速進(jìn)出縫隙） ? 電化作用：冷熱兩端形成熱電偶，產(chǎn)生熱電勢(shì) ? 化學(xué)作用：高溫氧化 ? 聯(lián)合作用：前述三種聯(lián)合作用，空蝕與泥沙磨損聯(lián)合作用 ? 空蝕原因 ? 液體環(huán)境壓力降低是空化發(fā)生的外部條件。 ? 汽蝕（空蝕）機(jī)理 ? 空蝕機(jī)理： 已形成的液體空泡，再進(jìn)入高壓區(qū)時(shí)，會(huì)突然凝聚潰滅。 第三章水泵的汽蝕與安裝高程 第一節(jié) 水泵的汽蝕及其危害 ? 汽化與汽蝕的機(jī)理 ? 汽化：常溫狀態(tài)下，液體壓力低于汽化壓力而發(fā)生的汽化現(xiàn)象。汽泡破滅時(shí)，水流質(zhì)點(diǎn)從四周以高速向氣泡中心沖擊，產(chǎn)生強(qiáng)烈的局部水錘。 ? 水泵運(yùn)行時(shí)，由于某些原因而使泵內(nèi)局部位置的壓力降低到水的飽和汽化壓力時(shí)，水產(chǎn)生汽化，并產(chǎn)生大量汽泡。在一定的溫度下，水開始汽化的臨界壓力稱為該溫度下的飽和汽化壓力。泵站運(yùn)行工 （機(jī)械部分） 廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 宋海輝 第三章水泵的汽蝕與安裝高程 第一節(jié) 水泵的汽蝕及其危害 ? 一、水泵汽蝕 ? 1 ．汽蝕的概念 ? 汽蝕是水力機(jī)械中的一種異?，F(xiàn)象。水的汽化與溫度和壓力有關(guān)。水在不同水溫下的飽和汽化壓力見下表 。從水中離析出來(lái)的大量汽泡隨著水流向前運(yùn)動(dòng)，達(dá)到高壓區(qū)時(shí)受到周圍液體的擠壓而潰滅，氣泡又重新凝結(jié)成水。這種現(xiàn)象就是水泵的 汽蝕現(xiàn)象 。 ? 汽蝕：空化發(fā)生時(shí)，液體對(duì)于固體邊壁所形成的損傷破壞。而此潰滅過程會(huì)產(chǎn)生沖擊力等伴隨現(xiàn)象（機(jī)械作用、電化作用、化學(xué)作用），從而對(duì)過流邊壁構(gòu)成損傷破壞。 ? 水流低壓條件可因翼型繞流、間隙流動(dòng)、旋渦流動(dòng)等情況形成。 ? 空化核：液體中存在的不可溶性微小氣泡。 ? 單獨(dú)存在的微小氣泡或微小氣團(tuán) ? 空化核存在形式： 第三章水泵的汽蝕與安裝高程 第一節(jié) 水泵的汽蝕及其危害 第三章水泵的汽蝕與安裝高程 第一節(jié) 水泵的汽蝕及其危害 ? 2 ．汽蝕的類型 ? 水泵常見汽蝕有三種類型。汽蝕發(fā)生在葉片正面、背面或前蓋板的內(nèi)表面等部位，如圖 所示。軸流泵在大流量時(shí)葉面汽蝕發(fā)生在葉片的正面，小流量時(shí)發(fā)生在葉片的背面。在離心泵的減漏環(huán)與葉輪邊緣間隙處，亦會(huì)引起間隙型汽蝕。 ? （二）汽蝕的危害 ? 1 ．水泵性能惡化 ? 水泵發(fā)生汽蝕時(shí)，因水流中含有氣泡，引起水泵的性能惡化： ? 離心泵 葉槽狹長(zhǎng)，寬度較小，氣泡迅速占據(jù)部分槽道甚至全部槽道，使水流的連續(xù)性遭到破壞，引起水流的阻斷，水泵的 Q－ H 曲線急劇下降，造成水泵的效率隨著降低，圖 3－ 17（ a）所示。 ? 軸流泵 的葉槽粗短，汽蝕區(qū)不易侵入整個(gè)葉槽，因此 Q－ H 曲線幾乎均勻下降，而且緩慢，無(wú)明顯斷裂現(xiàn)象，圖 3－ 17 示。 如圖 3－ 18示。由于氣泡振動(dòng)和 ? 破滅產(chǎn)生噪音，危害泵站中運(yùn)行 ? 操作人員的健康。 ? 離心泵的吸水裝置及水流繞流葉片頭部時(shí)的 壓力變化如圖所示 。當(dāng) k 點(diǎn)處的壓力值下降到該泵工作水溫下的飽和汽化壓力 p 汽時(shí)，水泵處于汽蝕的臨界狀態(tài)， 汽蝕基本方程 正是表征水泵汽蝕條件與影響諸因素之間的關(guān)系式，其表達(dá)式如下： ? 式中 ps ― 水泵進(jìn)口的絕對(duì)壓力， kPa 。 ? w1― 葉片進(jìn)口水流的相對(duì)流速， m / S 。 k 進(jìn)水池水面大氣壓 Pa ； 進(jìn)入葉輪后水流相對(duì)速度 w； 葉片背面靠近進(jìn)口處壓力最低值k點(diǎn)。 第三章水泵的汽蝕與安裝高程 第二節(jié) 水泵的汽蝕性能 ? 二、汽蝕余量 ? 汽蝕余量有兩種：一是裝置汽蝕余量；另一是必需汽蝕余量。 ? 可知， （ NPSH)a就是進(jìn)水池絕對(duì)壓力水頭超過水流的汽化壓值 ,將水提高到 H 吸，并克服進(jìn)水管路的水頭損失 h吸 后的剩余水頭。 第三章水泵的汽蝕與安裝高程 第二節(jié) 水泵的汽蝕性能 ? 2 ．必需汽蝕余量（ NPSH)r ? 為了使泵不發(fā)生汽蝕，泵進(jìn)口處壓力最低點(diǎn) k必需具有的超過飽和汽化壓力水頭的最小能量稱 必需汽蝕余量（ NPSH)r。 ? 當(dāng)（ NPSH)a（ NPSH)c時(shí) ，裝置給水泵提供的汽蝕余量大于該泵臨界汽蝕余量，水泵不至于發(fā)生汽蝕。 ? 當(dāng)（ NPSH)a（ NPSH)c時(shí) ，泵內(nèi)發(fā)生汽蝕，泵運(yùn)行不安全。為了保證水泵安全工作，加 0. 3m 安全量作為不產(chǎn)生汽蝕需要的最小汽蝕余量，即 必需汽蝕余量 （ NPSH)r。 在相同的流量和轉(zhuǎn)速條件下，（ NPSH)r值愈小，泵的抗汽蝕性能愈好；反之抗汽蝕性能就愈差。 ? 三、吸上真空高度 ? 1 ．吸上真空高度 ? 吸上真空高度是指水泵進(jìn)口處水流的絕對(duì)壓力水頭 小于大氣壓力的值 ,即安裝在水泵進(jìn)口處真空表的讀數(shù)，用符號(hào) Hs表示。 第三章水泵的汽蝕與安裝高程 第二節(jié) 水泵的汽蝕性能 ? 為了避免汽蝕現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)又要盡可能具有較大的吸上真空高度，規(guī)定留有 0. 3m 的安全余量，即 ? Hsa為 允許吸上真空高度 ， m 。水泵運(yùn)行時(shí)的吸上真空高度 Hs 不應(yīng)超過規(guī)定的 Hsa值。水泵安裝得過低，泵房土建投資增大，施工難度增加；過高則水泵產(chǎn)生汽蝕。 ? 一、用必須汽蝕余量（ NPSH)r計(jì)算 H允吸 ? 水泵廠提供的（ NPSH)r，是額定轉(zhuǎn)速時(shí)的值，若水泵工作轉(zhuǎn)數(shù) nl與額定轉(zhuǎn)數(shù) n不同，則按下式修正 ? 二、用允許吸上真空高度 Hsa計(jì)算 H允吸 ? 水泵廠的提供的 Hsa值，是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，在額定轉(zhuǎn)速下以抽清水測(cè)得的。 葉片泵的基準(zhǔn)面 第三章水泵的汽蝕與安裝高程 第三節(jié) 水泵安裝高程的確定 ? 三、水泵安裝高程的確定 ? 水泵的安裝高程為 ? ― 水泵基準(zhǔn)面高程和進(jìn)水池最低運(yùn)行水位， m 。 ? 如果算出的 H允吸 為正值 ，表示該水泵可以安裝在進(jìn)水池水面以上，但立式軸流泵為便于啟動(dòng)和使管口不產(chǎn)生有害的旋渦，要求葉輪的中心線淹沒于水面以下 － 。 第三章水泵的汽蝕與安裝高程 第三節(jié) 減輕汽蝕的措施 ? 防治或減輕汽蝕的措施，除了從設(shè)計(jì)、制造等方面加以改善外，對(duì)用戶來(lái)說應(yīng)從泵站規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理等方面加以考慮。 ? 2 ．正確設(shè)計(jì)進(jìn)水池 ? 進(jìn)水池內(nèi)的水流要平穩(wěn)均勻，不產(chǎn)生漩渦和偏流，否則使泵的汽蝕性能變壞。 第三章水泵的汽蝕與安裝高程 第三節(jié) 減輕汽蝕的措施 ? 3 ．正確設(shè)計(jì)進(jìn)水管道 ? 進(jìn)水管道應(yīng)盡可能地短，減少不必要的管路附件，如底閥、彎管，閘閥等，適當(dāng)加大管徑，以減少進(jìn)水管道的水頭損失，提高裝置汽蝕余量。 第三章水泵的汽蝕與安裝高程 第三節(jié) 減輕汽蝕的措施 ? 5 ．提高泵進(jìn)口的壓力 ? 給水泵進(jìn)水管道增壓，例如把離心泵出水管的水引入進(jìn)水管，并用噴嘴增壓，可以提高裝置汽蝕余量，減輕汽蝕危害。 ? 6 ．控制水源含沙量 ? 從多沙河流取水的泵站，因水中含沙量大，會(huì)加劇過流部件的摩損并使水泵汽蝕性能惡化。 ? 7．提高葉面光潔度 ? 葉面光潔度對(duì)抗汽蝕性能有一定影響，葉片表面粗糙，會(huì)引起漩渦，招致汽蝕。涂敷修復(fù)后的葉輪，抗剝蝕和磨損的能力均大大提高，不僅延長(zhǎng)了葉輪使用壽命．而且提高了效率。 ? 9 .降低水泵轉(zhuǎn)速 ? 汽蝕性能參數(shù)與轉(zhuǎn)速的平方成正比，降低水泵的轉(zhuǎn)速，可使 H允吸增大，從而避免或減輕水泵汽蝕。 ? 。 第三章水泵的汽蝕與安裝高程 第三節(jié) 減輕汽蝕的措施 ? ? 如果水泵選擇不合理，水泵可能經(jīng)常處于低于額定揚(yáng)程下工作，使水泵流量超過額定流量。水泵選擇不合理時(shí)，還可能通過增速來(lái)加大水泵的揚(yáng)程和流量，這也會(huì)使水泵的汽蝕性能變壞。