水泵的气蚀与汽蚀余量是怎么回事
发布时间：2025-04-07 11:01:25 发布人：水泵
一、
1、水泵汽蚀现象是怎么发生的？
什么是汽蚀现象呢?
可以从日常生活来谈起:如果在一个大气压力作用下，将水加热到100°C就会有大量气泡从水中析出——水沸腾了。但是在高山上，由于空气稀薄而气压低，水不到100C就会冒出大量气泡。如果水面压力降低到0. 024atm（1atm=1个标准大气压）以下时，水在20C的常温下也会冒出大量的气泡，水沸腾。所以水的汽化不但与温度有关，而且还与压力有关。在一一定温度下，液体开始汽化的临界压力叫做汽化压力 (或称饱和蒸汽压力)，用p表示。
从离心泵的工作原理中知道，泵能将低处的液体吸上来是由于叶轮转动产生离心力，使泵的进口处压力降低产生真空，也就是低于大气压力，而吸水池的液面上有一个大气压力，在其作用下把液体压上来了。如果泵的安装离吸入液面越高，则泵的进口的压力要求更低，真空度更大，才能把液体吸上来。当泵进口处的压力低至该温度下该液体的汽化压力时，虽然在常温下，该液休也会汽化而产生大量气泡，这些气泡随液体一起流入叶轮流道中。
由于泵通过旋转的叶轮对液体作功，使液体能量逐渐增加，液体的压力又逐渐升高，液体中的气泡受压破裂，重新凝结成液体而消失。这时，气泡四周的液体质点以很高的速度运动补充，质点互相撞击，在瞬间产生很高的压力(即水锤现象)，产生很强的水击波就像无数个小弹头连续打击叶片表面，久而久之，金属表面逐渐因疲劳破坏，在叶片上产生蜂窝状的小块剥落，通常称为剥蚀。在所产生的气泡中，还有一些活泼气体( 如氧等)，借助气泡凝结时所放出的热量对金属起化学腐蚀、电化腐蚀与机械剥蚀的共同作用，加快了对金属的损坏速度，这种现象就叫做汽蚀现象。
泵开始发生汽蚀时，气泡较少，区域也较小，对泵的正常工作没有明显影响，但当发展到一定程度时，就会影响到泵的性能(流量、扬程、功率、效率)明显下降(泵的汽蚀试验就是利用这一现象进行判断)， 并发生振动、噪声。当汽蚀进一步发展，气泡大量产生就会造成性能曲线急剧下降，液体产生断流而泵无法工作。所以泵的汽蚀问题必须应予重视与防止。
离心泵启动时，泵体内的叶轮带动水高速旋转，水作离心运动，向外甩出，水在叶轮末端（E点）及导流壳体区域形成高压，并被压入出水管。泵体内的水被压出后，在转轴附近（D点）形成低压区，外部水在大气压的作用下进入泵体，以此循环，将水从低位输送至到高位区域。
二、汽蚀余量
1、为了使泵在运行中不发生汽蚀，泵的进口处的液体所具有超过汽化压力的富裕能量(即相对基准面的入口绝对总水头与汽化压力水头之差)，称为汽蚀余量(NPSH)， 国外称净正吸入头，单位mmH2O。根据不同情况汽蚀余量有: （1）汽蚀余量 net positive suction head;NPSH
相对NPSH基准面的入口绝对总水头与汽化压力水头 的差。
计算公式如下： （2）有效汽蚀余量available NPSH;NPSHA
由装置条件确定的、规定流量下可获得的(可利用的)NPSH 注:有效汽蚀余量的单位为米(m)。 注1：越大越不易汽蚀。 （3）必需汽蚀余量 required NPSH;NPSHR
在规定的流量、转速和输送液体的条件下,泵达到规定性能的小汽蚀余量(出现可见汽蚀、汽蚀引起的噪声和振动的增大、扬程或效率开始下降、给定降幅的扬程或效率、汽蚀侵蚀限度)。 必需汽蚀余量是在规定的流量、转速和输送液体的条件下，泵达到规定性能的小汽蚀余量，是保证水泵内部不发生汽蚀所必须具有的汽蚀余量。注：发生汽蚀的特征包括：出现可见汽蚀、汽蚀引起的噪声和振动的增大、扬程或效率开始下降、给定降幅的扬程或效率、汽蚀侵蚀限度，等等。 注1:其值由制造厂家/供方给出。必需汽蚀余量是泵的特性。 注2:必需汽蚀余量的单位为米(m)。 注3：越小抗汽蚀性能越好。 根据必需汽蚀余量、高工作环境温度下水的饱和蒸汽压，结合管路损失等参数，就可以计算出水泵的大取水高度。 大取水高度(h)可以这样估算：h=大气压(m水柱)-高环境温度下的饱和蒸汽压 (m水柱)-必需汽蚀余量(m)-管路损失-吸水管半径(m)。 注1：本公式的大气压，为取水所在地的实际大气压；注2：本计算仅供参考，取值应考虑一定的保证余量。 （4）临界汽蚀余量 NPSH3 泵第一级扬程下降3%时的汽蚀余量,作为标准基准用于表示性能曲线。 注:NPSH3的单位为米(m)。 通常取：NPSH=（1.1~1.5）NPSH3
2、不同标准/规范对NPSH裕量的规定 3.1 UOP5-11-7规范 必须有一个0.6米或NPSHA的15%的安全裕量，两者之间取大值。而且该安全裕量包含在系统计算中，因此，只要泵的NPSHR≤NPSHA即可。
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