厂家改进离心泵的结构设计与汽蚀余量

泵的必需汽蚀余量一、简介泵在工作时液体在叶轮的进口处因一定真空压力下会产生汽体，汽化的气泡在液体质点的撞击运动下，对叶轮等金属表面产生剥蚀，从而破坏叶轮等金属，此时真空压力叫汽化压力，汽蚀余量是指液体从泵吸入口至压力最低K点的压力降。

单位用米标注，用（NPSH）r。

二、标准吸程=标准大气压（10.33米）-汽蚀余量-安全量（0.5米）标准大气压能压管路真空高度10.33米。

三、汽蚀现象1、汽蚀溃灭液体在一定温度下，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、汽蚀余量指泵入口处液体所具有的总水头与液体汽化时的压力头之差，单位用米（水柱）标注，用（NPSH）表示，具体分为如下几类：NPSHa——装置汽蚀余量又叫有效汽蚀余量，越大越不易汽蚀；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]=（～）NPSHc。

改善离心泵汽蚀性能措施改善离心泵汽蚀性能措施,工业技术,龚彦波张树伟约3041字摘要:本文简要介绍离心泵汽蚀现象形成原因，论述了汽蚀现象的基本理论，在此基础上，分析了传统和最新改善离心泵汽蚀性能措施，也提出了采用近年来热点研究手段CFD技术在改善离心泵汽蚀性能方面应用。

关键词:离心泵;汽蚀;措施;进展1 离心泵汽蚀基本理论离心泵是否发生汽蚀受到泵本身和吸入装置两个方面的影响，具体表现就是泵汽蚀余量NPSHr和装置汽蚀余量NPSHa二者的关系。

其中NPSHr表示泵不发生汽蚀，要求在泵进口处单位重量液体具有超过汽化压力水头的富余能量，NPSHa表示泵进口处液体具有的全部水头减去汽化压力水头净剩的值。

当NPSHa=NPSHr时，离心泵开始发生汽蚀;当NPSHa<NPSHr时，离心泵严重汽蚀;当NPSHa >NPSHr时，离心泵不汽蚀。

由于离心泵发生汽蚀的临界点就是NPSHr=NPSHa，要使离心泵不发生汽蚀，必须增大NPSHa和减小NPSHr。

对于NPSHa是泵在使用中存在的问题，在设计过程中不与考虑，因此，为了使离心泵安全高效地运行，避免汽蚀现象的发生，提高泵汽蚀余量NPSHr就变得尤为重要。

根据泵汽蚀余量的基本公式。

由于离心泵叶轮内要完成流体动力学过程，因而它是承受汽蚀最多的元件。

当绕流叶轮叶片的进口边时，由于液流的偏离和随之产生的离心力，因而压力急剧降低，并过度到负压。

在其他条件相同情况下，该段上压力变化的特点和负压的大小与叶片的端部厚度和进口边的形状有关。

2 影响离心泵汽蚀性能的主要因素叶轮叶片的进口面积是决定离心泵汽蚀性能的主要结构参数，该面积同叶轮进口直径D1、流道的宽度b1以及叶轮的轮毂直径d2有关。

2.1进口直径D1在流量不变的情况下，进口液流的绝对速度和相对速度都是吸入管径的函数，所以直径D1对泵汽蚀特性的影响可以利用方程来深入分析。

从防止汽蚀的观点来看，分析结果表明在改善汽蚀性能上存在最佳的叶轮进口直径。

水泵汽蚀余量-(液下泵产品列表) (2009/10/21 20:49)目录：网商感悟浏览字体：大中小离心泵运转时，液体压力沿着泵入口到叶轮入口而下降，在叶片入口附近的K点上，液体压力pK最低。

此后由于叶轮对液体作功，液体压力很快上升。

当叶轮叶片入口附近的压力pK小于液体输送温度下的饱和蒸汽压力pv时，液体就汽化。

同时，使溶解在液体内的气体逸出。

它们形成许多汽泡。

当汽泡随液体流到叶道内压力较高处时，外面的液体压力高于汽泡内的汽化压力，则汽泡又重新凝结溃灭形成空穴，瞬间内周围的液体以极高的速度向空穴冲来，造成液体互相撞击，使局部的压力骤然增加(有的可达数百个大气压)。

这样，不仅阻碍液体正常流动，尤为严重的是，如果这些汽泡在叶轮壁面附近溃灭，则液体就像无数个小弹头一样，连续地打击金属表面。

其撞击频率很高(有的可达2000～3000Hz)，于是金属表面因冲击疲劳而剥裂。

如若汽泡内夹杂某种活性气体(如氧气等)，它们借助汽泡凝结时放出的热量(局部温度可达200～300℃)，还会形成热电偶，产生电解，形成电化学腐蚀作用，更加速了金属剥蚀的破坏速度。

上述这种液体汽化、凝结、冲击、形成高压、高温、高频冲击负荷，造成金属材料的机械剥裂与电化学腐蚀破坏的综合现象称为气蚀。

离心泵最易发生气蚀的部位有：a.叶轮曲率最大的前盖板处，靠近叶片进口边缘的低压侧；b.压出室中蜗壳隔舌和导叶的靠近进口边缘低压侧；c.无前盖板的高比转数叶轮的叶梢外圆与壳体之间的密封间隙以及叶梢的低压侧；d.多级泵中第一级叶轮。

提高离心泵抗气蚀性能有下列两种措施：a.提高离心泵本身抗气蚀性能的措施(1)改进泵的吸入口至叶轮附近的结构设计。

增大过流面积；增大叶轮盖板进口段的曲率半径，减小液流急剧加速与降压；适当减少叶片进口的厚度，并将叶片进口修圆，使其接近流线形，也可以减少绕流叶片头部的加速与降压；提高叶轮和叶片进口部分表面光洁度以减小阻力损失；将叶片进口边向叶轮进口延伸，使液流提前接受作功，提高压力。

泵的必需汽蚀余量一、简介泵在工作时液体在叶轮的进口处因一定真空压力下会产生汽体，汽化的气泡在液体质点的撞击运动下，对叶轮等金属表面产生剥蚀，从而破坏叶轮等金属，此时真空压力叫汽化压力，汽蚀余量是指液体从泵吸入口至压力最低K点的压力降。

单位用米标注，用（NPSH）r。

二、标准吸程=标准大气压（10.33米）-汽蚀余量-安全量（0.5米）标准大气压能压管路真空高度10.33米。

三、汽蚀现象1、汽蚀溃灭液体在一定温度下，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、汽蚀余量指泵入口处液体所具有的总水头与液体汽化时的压力头之差，单位用米（水柱）标注，用（NPSH）表示，具体分为如下几类：NPSHa——装置汽蚀余量又叫有效汽蚀余量，越大越不易汽蚀；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。

汽蚀余量[]基本概念泵在工作时液体在叶轮的进口处因一定真空压力下会产生汽体，汽化的气泡在液体质点的撞击运动下，对叶轮等金属表面产生剥蚀，从而破坏叶轮等金属，此时真空压力叫汽化压力，余量是指在泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量。

单位用米标注，用（NPSH）r。

吸程即为必需汽蚀余量Δh：即泵允许吸液体的真空度，亦即泵允许的安装高度，单位用米。

吸程=标准大气压（10.33米）-临界汽蚀余量-安全量（0.5米）标准大气压能压管路真空高度10.33米。

[]汽蚀现象液体在一定温度下，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xx，不能正常工作。

[]汽蚀余量指泵入口处液体所具有的总水头与液体汽化时的压力头之差，单位用米（水柱）标注，用（NPSH）表示，具体分为如下几类：NPSHa——装置汽蚀余量又叫有效汽蚀余量，越大越不易汽蚀；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。

离心泵汽蚀余量计算公式离心泵的汽蚀余量是指泵在使用过程中，能够防止汽蚀的能力。

汽蚀是指在泵的进口处由于压力降低而发生的蒸汽或气泡产生和坍塌的现象，这会导致泵的运行不稳定，降低流量和扬程的能力，甚至损坏泵的性能。

因此，计算离心泵的汽蚀余量非常重要，以确保泵始终处于正常运行状态。

计算离心泵的汽蚀余量需要考虑以下几个因素：1.汽蚀系数（NPSHr）：汽蚀系数是指离心泵在允许汽蚀的最小进口压力下，能提供的最大扬程。

它是水泵设计参数的一项重要指标，通过实验确定。

2.净正吸入头（NPSHa）：净正吸入头是指泵进口处的压力与液体饱和蒸汽压力之差。

它通常由进口液体的静态高度、进口管道的阻力损失、液体流速和进口速度头等因素综合决定。

基于以上两个参数，我们可以使用以下公式计算离心泵的汽蚀余量：汽蚀余量=NPSHa-NPSHr计算过程如下：1.确定进口液体的蒸汽压力。

这可以通过查表或使用蒸汽压力计来测量。

2.确定离心泵的汽蚀系数（NPSHr）。

这通常可以在泵的技术参数手册或供应商提供的资料中找到。

3.确定净正吸入头（NPSHa）。

这需要考虑进口管道的长度、直径、摩阻系数等因素。

4.使用上述公式计算汽蚀余量。

在真实的应用中，通常需要进行多次计算和实验，以确保离心泵的汽蚀余量达到要求。

此外，还需要注意以下事项：1.离心泵的设计和选择应根据具体的应用场景和工艺要求进行。

不同应用场景的液体特性、工艺压力和温度等因素都会对汽蚀余量产生影响。

2.离心泵的进口管道应合理设计，避免过长、过窄或过多弯曲，以减小摩阻损失，并确保充分的净正吸入头。

3.定期监测和维护离心泵的运行状态，包括进口压力、流量和扬程等参数，以及检查泵内是否存在异物或堵塞情况。

总之，离心泵的汽蚀余量计算是一个关键的设计步骤，通过合理计算和选择，可以确保离心泵在运行过程中不发生汽蚀现象，提高泵的性能和寿命。

离心泵的气蚀现象及改善措施气蚀是影响设备正常运行的重要因素，所以分析气蚀产生的原因具有重要作用和意义。

文章主要就离心泵气蚀的现象进行了深入的分析研究，提出了预防措施，解决了离心泵气蚀的问题。

希望可以为相关工作人员提供帮助，仅供参考。

标签：离心泵；气蚀；分析；改进气蚀又称空蚀，穴蚀，是因为流体在高速流动下和压力变化条件下，与流体密切接触的金属表面上发生洞穴状、麻点状等腐蚀破坏的现象，经常发生在叶片叶端的高速减压地带，在此形成腐蚀空穴（如图1所示），水泵叶轮低压区的压力小于饱和蒸汽压时，水就会大量汽化，同时原先溶解在水中的气泡也会自动逸出，出现了冷沸现象，形成的气泡中充满蒸汽和逸出的气体。

在此形成空穴，空穴在高压区域被压破并产生了强烈的冲击压力，破坏了金属表面上的防护膜，从而使腐蚀速度加快，进一步破坏了金属材料。

1 气蚀对设备产生的影响（1）产生噪声和振动。

气泡破灭时，液体质点会相互撞击，同时也会撞击金属表面，从而产生各种频率的噪声，若生成大量气泡，则可能出现气缚现象，迫使离心泵停止工作。

（2）降低泵的性能。

汽蚀产生了巨量的气泡，堵塞了流道，阻碍了泵内液体的流动连续性，使泵的流量、扬程和效率都明显下降，造成时间和经济上的浪费。

（3）气蚀发生的主要原因是叶轮吸入口附近静压强低于某值所致。

从而造成了该处静压强过低，其原因还有如泵的安装高度超过允许范围、泵送液体温度过高等。

气蚀初期，表现为金属表面出现麻点，继而表面出现沟槽状、海绵状、鱼鳞状等痕迹；严重时可造成叶片穿孔、甚至叶轮破裂，酿成严重的事故。

2 造成气蚀的主要原因流体在高速流动和压力变化条件下，与流体接触的金属表面上发生洞穴状腐蚀破坏的现象。

如果泵内压力降低到等于或低于液体在当时温度的汽化压力，汽化就会发生，产生蒸汽，同时由于压力降低，溶解在液体中的空气也会析出，蒸汽和析出的空气和液体一起形成气泡，气泡随同水流从低压区流向高压区，气泡在高压作用下迅速液化、破裂，产生局部空穴，液体在压力作用下迅速填充空穴，产生空穴效应，对周围产生冲击力，而这种冲击力瞬间可达到很高的压力，频率极高，会对相关部件产生机械剥蚀，而析出的空气又能使相关部件产生化学腐蚀，甚至部件被蚀穿，冲击还会使部件出现疲劳损坏（如图2所示）。

离心泵的汽蚀现象及其防范措施离心泵被广泛应用于石化、冶金、水利、电力及核电等工业领域，在各种生产装置中对液体介质进行动力输送，其性能可靠性对于装置的正常运行有着非常重要的作用。

汽蚀是离心泵运行中的一个重要现象，是影响离心泵运行可靠性和使用寿命最常见的问题，同时也是影响其向大流量、高转速方向发展的一个巨大的障碍，因此汽蚀成为目前泵类研究中的一个重要课题。

1.汽蚀的产生原理汽蚀是一种液体动力学现象，发生的根本原因在于液体在流动过程中出现了局部压力降，形成了低压区。

根据物理学知识可以知道，对于某种液相介质，在一定温度下对应着一定的饱和蒸汽压Pv，当介质的压力小于Pv时就会发生汽化。

离心泵运转时，介质进入泵吸入口后，在叶轮没有对介质做功前，压力是逐渐降低的，当压力降低到该处相应温度下的饱和蒸汽压时，介质就会沸腾汽化，使原来流动的介质出现大量的气泡，气泡中包含着输送介质的蒸汽以及原来溶解在介质中而逸出的空气。

当气泡随同液流从低压区流向高压区时，由于转动的叶轮对介质做功，介质压力迅速上升，当压力大于该处相应温度下的饱和蒸汽压Pv时，气泡又会重新凝结成为液相，瞬间形成大量的空穴，而周围的液相介质以高速冲向空穴相互撞击，使得空穴处的局部压力陡增。

这种液击是一种高强度、高频率的冲击，其压力可达数百个大气压以上，水击频率高达25000次/秒，材料壁面上因受到如此高频率、高压力的重复载荷作用而逐渐产生疲劳破坏。

在某些工况下，泵送介质中可能溶解有活性气体(如氧气等)，借助于介质由气相凝结成液相时会释放大量的热量，对金属产生电化学腐蚀，加速腐蚀破坏的速度，致使金属表面出现麻点、穿孔甚至断裂。

这种在泵内出现的液相介质汽化、凝结、冲击，以致金属材料腐蚀破坏的现象总称离心泵的汽蚀。

2.汽蚀的危害汽蚀会影响离心泵的正常运行，引发许多严重后果。

2.1汽蚀会使离心泵的性能下降离心泵是通过叶轮的旋转将能量传递给介质，转化为介质的压力能，但汽蚀会对叶轮和液体之间的能量传递造成严重干扰。