[指南]汽蚀余量和水泵装置高度计算.ppt

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。

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.。

泵的安装高度和汽蚀余量的关系1. 泵的基本概念首先，咱们得搞清楚“泵”是什么。

简单来说，泵就是一种用来移动液体的机器，想象一下，像你家里的水龙头，它的工作原理就像泵一样，把水从地下抽上来。

而泵的“安装高度”就是指泵的进水口和水源之间的高度差，通常用来衡量泵的有效工作范围。

你想象一下，如果泵的位置高高在上，而水源在下面，它就得拼命往上抽水，压力得大得吓人。

2. 汽蚀余量的神秘面纱2.1 什么是汽蚀？那么，什么是汽蚀余量呢？这是个听起来有点吓人的术语，其实就是指泵在工作过程中，液体压力低到让液体变成气泡的那种状态。

就好比你喝可乐，瓶子里突然冒出很多气泡，你以为是可乐在开party，其实那是气泡的形成。

泵在运行的时候，如果出现汽蚀，不仅会让工作效率降低，还可能导致泵的损坏，真是个麻烦。

2.2 汽蚀余量与安装高度的关系而且，这汽蚀余量跟泵的安装高度关系密切。

高度越高，泵的工作压力就越低，导致汽蚀的风险也就越大。

说白了，泵越高，越容易“抽风”，气泡就像蚊子一样飞出来，真是让人心烦。

所以，在选择泵的安装高度时，得考虑到这一点，不能盲目追求高大上，最后把自己搞得一团糟。

3. 如何选择合适的安装高度3.1 计算汽蚀余量那咱们该如何选择合适的安装高度呢？首先，得计算一下汽蚀余量。

这个过程可不是随便算算就完事的，得考虑泵的类型、液体的特性、工作条件等一系列因素。

如果你觉得这个计算麻烦，不妨借助一些工具，省时省力。

记得，汽蚀余量要大于零，才能确保泵能够稳定工作，否则就别怪泵跟你“闹别扭”了。

3.2 安装高度的实际案例再来给你讲个小故事，之前有个朋友家里装了个泵，心想着越高越好，结果一装好，泵就开始“咕咕”叫，液体根本上不来，差点把他气得跳脚。

后来请了专业人士一看，发现泵的安装高度太高了，根本达不到有效的汽蚀余量。

最后，重新调整高度，结果泵就像换了个新机器，水流畅通无阻，朋友也是松了一口气，真是个成功的转折。

4. 小结总之，泵的安装高度与汽蚀余量的关系就像你我生活中的那些小细节，忽视了可就麻烦大了。

汽蚀余量与安装高度计算(总2页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除汽蚀余量与安装高度计算必需汽蚀余量NPSHr其中：V0、W0—叶片进口稍前的绝对速度和相对速度λ—汽蚀系数此参数是规定泵要达到的汽蚀性能参数，NpSHr越小，泵的抗汽蚀性能越好。

它主要与泵本身（流道形状设计）有关，还与泵的工况有关。

有效汽蚀余量NPSHa其中：Ps、Vs分别为泵进口法兰处的压力和速度Pv为该介质在工作温度下的汽化压力NPSHa又称为装置汽蚀余量，是由泵的吸入装置提供的，表示在泵进口处单位重要液体具有的超过汽化压力水头的富余能量。

它主要与装置参数和液体性质有关。

许用汽蚀余量[NPSH]这是确定泵使用条件（如安装高度）用的汽蚀余量，它应大于临界汽蚀余量，以保证泵运行时不发生汽蚀。

通常取[NPSH]= NPSHr+K，K取（0.3~0.5）m汽蚀基本方程式——即是泵发生汽蚀条件的物理表达式即 NPSHa=NPSHr从而引出判断泵是否发生汽蚀的公式：Pk=Pv，则 NPSHa= NPSHrPk＜Pv，则 NPSHa＜ NpSHr泵严重汽蚀Pk＞Pv，则 NPSHa＞ NPSHr泵无汽蚀（其中Pk代表泵进口处压力最低点的压力）吸上真空度HsHs是泵进口处的真空度，即泵进口绝对压力小于大气压力的数值换算到基准面上的液面高度。

吸上真空度是表示吸入压力的一种方法，在国内的汽蚀试验中，要根据测得的真空度计算试验汽蚀余量，故简单介绍。

对吸上装置，由伯努力方程得：对倒灌装置，由BE方程得：说明：公式中Hg为泵安装高度，△h为损失泵的安装高度Hg的确定泵的安装高度Hg是从吸入池液面到泵进口断面的高度。

确定Hg的原则是使泵不发生汽蚀，即NPSHa≥[NpSH]对吸上装置：≥≤对倒灌装置：≥≥。