? ? ?汽蝕余量的定義

? ? ? ?汽蝕余量又叫凈正吸頭，主要是衡量泵吸上能力的一個(gè)參數(shù)。我們都知道一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓約等于10m水柱，也就是說(shuō)如果把泵放到一個(gè)很 深的水池子上面，水面與大氣是相通的，這時(shí)讓泵將水向外排，泵最大的可能性是使水面下降到與泵軸線垂直距離10m的地方， 如果泵繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)的水面也不可能再下降了。泵也無(wú)法向外繼續(xù)送水，其排出的將是氣，這種狀態(tài)，我們把它叫汽蝕。

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? ? ? ?但實(shí)際上泵是無(wú)法完全讓水面下降到與其軸線垂直10m距離，多少會(huì)剩下一部分。剩下這部分水如果也以m為單位來(lái)計(jì)算的話，就 是這臺(tái)泵的汽蝕余量，也叫泵的必需汽蝕余量NPSHr，通常這個(gè)值是泵廠以20℃清水在泵的額定流量下測(cè)定的，單位是米。 NPSHr越小說(shuō)明泵的吸上性能越好。

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? ? ? ?汽蝕余量的公式

? ? ? ?水泵在運(yùn)行時(shí)液體在葉輪的進(jìn)口處因?yàn)橐欢ㄕ婵諌毫ο戮蜁?huì)產(chǎn)生出汽體,汽體的氣泡在液體質(zhì)點(diǎn)的撞擊運(yùn)動(dòng)下對(duì)葉輪及金屬表面產(chǎn)生剝蝕,然而破壞葉輪等金屬,此時(shí)真空壓力叫汽化壓力,汽蝕余量是在水泵吸入口處單位重量液體所具有的超過(guò)汽化壓力的富余能量，或通俗的來(lái)說(shuō)：水泵汽蝕余量是指在水泵進(jìn)口斷面，單位質(zhì)量的液體所具有的超過(guò)飽和蒸汽壓力的富余能量相應(yīng)的水頭。單位用米標(biāo)注，用（NPSH）r。吸程即為必需汽蝕余量Δh：即泵允許吸液體的真空度，亦即泵允許的安裝高度，單位用米。

? ? ? ?吸程=標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（10.33米）-汽蝕余量-安全量（0.5米）

? ? ? ?例如：某泵汽蝕余量為4.0米，求吸程Δh

? ? ? ?解：Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米

? ? ? ?標(biāo)準(zhǔn)大氣壓能壓管路真空高度10.33米。

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? ? ? ?汽蝕余量的分類

? ? ? ?汽蝕余量指泵入口處液體所具有的總水頭與液體汽化時(shí)的壓力頭之差，具體分為如下幾類：

? ? ? ?NPSHa——裝置汽蝕余量又叫有效汽蝕余量，是指液體進(jìn)入泵前所剩余的能量，可有效利用以防止汽蝕。它只由泵吸入側(cè)管路的裝置系統(tǒng)決定，與泵本身無(wú)關(guān)。只要流向泵吸入口中心的液體的靜壓頭足夠高，超過(guò)相應(yīng)溫度下液體的汽化壓力，就不會(huì)發(fā)生腐蝕。越大越不易汽蝕；

? ? ? ?NPSHr——泵汽蝕余量，又叫必需的汽蝕余量或泵進(jìn)口動(dòng)壓降，越小抗汽蝕性能越好；

? ? ? ?NPSHc——試驗(yàn)汽蝕余量，是指對(duì)應(yīng)泵性能下降一定值的汽蝕余量：是汽蝕試驗(yàn)時(shí)算出的值，試驗(yàn)汽蝕余量有任意多個(gè)，但對(duì)應(yīng)泵性能下降一定值的試驗(yàn)汽蝕余量只有一個(gè)，稱為臨界汽蝕余量，用NPSHc表示；

? ? ? ?[NPSH]——許用汽蝕余量，這是確定泵使用條件（如安裝高度）用的汽蝕余量，它應(yīng)大于臨界汽蝕余量，以保證泵運(yùn)行時(shí)不發(fā)生汽蝕。通常取[NPSH]=（1.1～1.5）NPSHc。

? ? ? ?這些汽蝕余量有如下關(guān)系： NPSHc ≤ NPSHr ≤ [NPSH] ≤ NPSHa

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? ? ? ?汽蝕余量的物理意義

? ? ? ?(1)液體流入多級(jí)泵后，未被葉輪增加能量前，壓力能頭降低的那部分?jǐn)?shù)值，它是因流速變化和水力損失引起的，影響它的主要因素是泵吸入室的幾何形狀和流速，而與吸入管路，液體的性質(zhì)等參數(shù)無(wú)關(guān)，它只與泵結(jié)構(gòu)有關(guān)，確切地說(shuō)，它只與葉輪形狀及進(jìn)口形狀有關(guān)；

? ? ? ?(2)NPSHr和NPSHa是兩個(gè)性質(zhì)不同的參數(shù)， NPSHr由泵本身的特性決定，是表示泵本身抗汽蝕性能的參數(shù)，NPSHr越大，泵的汽蝕性能越差，反之越好，而NPSHa是由外界的吸入裝置特性決定的。

? ? ? ?(3)泵產(chǎn)生汽蝕的界限NPSHa＝NPSHr

? ? ? ?NPSHa=NPSHr 對(duì)應(yīng)（pk=pv）泵開(kāi)始汽蝕；

? ? ? ?NPSHa

? ? ? ?NPSHa>NPSHr 對(duì)應(yīng)（pk>pv）泵無(wú)汽蝕。

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? ? ? ?裝置汽蝕余量的計(jì)算方法

? ? ? ?（1）汽蝕余量計(jì)算式

? ? ? ?式中ps/ρg —— 換算到基準(zhǔn)面上的進(jìn)口壓力水頭（m）；

? ? ? ?v2s/2g —— 測(cè)量壓力ps斷面的液體平均速度頭（m）；

? ? ? ?pv/ρg —— 抽送液體溫度下的汽化壓力水頭（m）；

? ? ? ?NPSH —— 汽蝕余量（m），其值以換算到基準(zhǔn)面上的數(shù)值表示（即用換算到基準(zhǔn)面上的壓力水頭ps/ρg 計(jì)算NPSH ）。

? ? ? ?（2）泵基準(zhǔn)面的規(guī)定：即通過(guò)由葉輪葉片進(jìn)口邊的外端所描繪的圓的中心的水平面，如下圖所示。

? ? ? ?吸上 —— 吸入液面在基準(zhǔn)面之下；

? ? ? ?倒灌 —— 吸入液面在基準(zhǔn)面之上。

? ? ? ?對(duì)臥式泵，其基準(zhǔn)面是通過(guò)泵軸心線的水平面；

? ? ? ?對(duì)多級(jí)泵以其第一級(jí)葉輪為基準(zhǔn)；

? ? ? ?對(duì)立式雙級(jí)泵以上面的葉輪吸入口為基準(zhǔn)。

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? ? ? ?（3）計(jì)算公式

? ? ? ? ?吸上：

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? ? ? ? ?倒灌：

? ? ? ?汽蝕現(xiàn)象

? ? ? ?液體在一定溫度下，降低壓力至該溫度下的汽化壓力時(shí)，液體便產(chǎn)生汽泡。把這種產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象稱為汽蝕。汽蝕時(shí)產(chǎn)生的氣泡，流動(dòng)到高壓處時(shí)，其體積減小以致破滅。這種由于壓力上升氣泡消失在液體中的現(xiàn)象稱為汽蝕潰滅。

? ? ? ?泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中，若其過(guò)流部分的局部區(qū)域（通常是葉輪葉片進(jìn)口稍后的某處）因?yàn)槟撤N原因，抽送液體的絕對(duì)壓力降低到當(dāng)時(shí)溫度下的液體汽化壓力時(shí)，液體便在該處開(kāi)始汽化，產(chǎn)生大量蒸汽，形成氣泡，當(dāng)含有大量氣泡的液體向前經(jīng)葉輪內(nèi)的高壓區(qū)時(shí)，氣泡周圍的高壓液體致使氣泡急劇地縮小以至破裂。在氣泡凝結(jié)破裂的同時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)以很高的速度填充空穴，在此瞬間產(chǎn)生很強(qiáng)烈的水擊作用，并以很高的沖擊頻率打擊金屬表面，沖擊應(yīng)力可達(dá)幾百至幾千個(gè)大氣壓，沖擊頻率可達(dá)每秒幾萬(wàn)次，嚴(yán)重時(shí)會(huì)將壁厚擊穿。

? ? ? ?在水泵中產(chǎn)生氣泡和氣泡破裂使過(guò)流部件遭受到破壞的過(guò)程就是水泵中的汽蝕過(guò)程。水泵產(chǎn)生汽蝕后除了對(duì)過(guò)流部件會(huì)產(chǎn)生破壞作用以外，還會(huì)產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，并導(dǎo)致泵的性能下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使泵中液體中斷，不能正常工作。

? ? ? ?提高抗氣蝕措施

? ? ? ?1、提高離心泵本身抗氣蝕性能的措施

? ? ? ?(1)改進(jìn)泵的吸入口至葉輪附近的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。增大過(guò)流面積；增大葉輪蓋板進(jìn)口段的曲率半徑，減小液流急劇加速與降壓；適當(dāng)減少葉片進(jìn)口的厚度，并將葉片進(jìn)口修圓，使其接近流線型，也可以減少繞流葉片頭部的加速與降壓；提高葉輪和葉片進(jìn)口部分表面光潔度以減小阻力損失；將葉片進(jìn)口邊向葉輪進(jìn)口延伸，使液流提前接受作功，提高壓力。

? ? ? ?(2)采用前置誘導(dǎo)輪，使液流在前置誘導(dǎo)輪中提前作功，以提高液流壓力。

? ? ? ?(3)采用雙吸葉輪，讓液流從葉輪兩側(cè)同時(shí)進(jìn)入葉輪，則進(jìn)口截面增加一倍，進(jìn)口流速可減少一倍。

? ? ? ?(4)設(shè)計(jì)工況采用稍大的正沖角，以增大葉片進(jìn)口角，減小葉片進(jìn)口處的彎曲，減小葉片阻塞，以增大進(jìn)口面積；改善大流量下的工作條件，以減少流動(dòng)損失。但正沖角不宜過(guò)大，否則影響效率。

? ? ? ?(5)采用抗氣蝕的材料。實(shí)踐表明，材料的強(qiáng)度、硬度、韌性越高，化學(xué)穩(wěn)定性越好，抗氣蝕的性能越強(qiáng)。

? ? ? ?2、提高進(jìn)液裝置有效氣蝕余量的措施

? ? ? ?(1)增加泵前貯液罐中液面的壓力，以提高有效氣蝕余量。

? ? ? ?(2)減小吸上裝置泵的安裝高度。

? ? ? ?(3)將上吸裝置改為倒灌裝置。

? ? ? ?(4)減小泵前管路上的流動(dòng)損失。如在要求范圍盡量縮短管路，減小管路中的流速，減少?gòu)澒芎烷y門，盡量加大閥門開(kāi)度等。

? ? ? ?(5)降低泵入口工質(zhì)介質(zhì)溫度（當(dāng)輸送工質(zhì)接近飽和溫度時(shí)）。

? ? ? ?以上措施可根據(jù)泵的選型、選材和泵的使用現(xiàn)場(chǎng)等條件，進(jìn)行綜合分析，適當(dāng)加以應(yīng)用。