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水泵及水泵站 朱士江 (三峡大学 水利与环境学院) QQ:46212465 Tel: 13657175889 Email: zhusjiang@gmail.com.

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1 水泵及水泵站 朱士江 (三峡大学 水利与环境学院) QQ: Tel:

2 4 水泵汽蚀和安装高程 一、什么是汽蚀 二、汽蚀的影响和危害
由于压力的变化,导致液流内的空泡产生、发展、溃灭的过程,以及由此产生的一系列物理化学变化,称为汽蚀或空化(Cavitation)。 二、汽蚀的影响和危害 1、噪声和振动 2、过流部件表面的材料破坏 3、运转性能下降 (因空泡堵塞,流量、扬程 和 效率均出现断裂现象)

3 三、汽蚀的主要部位(汽蚀破坏的类型) 1、翼型汽蚀 离心泵多发生在:叶片进口边的背面及后盖板处
轴流泵多发生在:叶片进水边背面及叶片与轮毂连接处, 靠近叶片进口处的吸水管壁, 导叶进口

4 2、间隙汽蚀 离心泵多发生在:口环处 轴流泵多发生在:叶片根部与轮毂之间,叶片外缘与叶轮室之间

5 3、空腔汽蚀 泵的进口和吸水室管道内,发生旋涡带,涡带是中间夹杂有气体的空腔,腔内压力低而导致汽蚀。 涡带呈螺旋状非轴对称旋转,使流速场和压力场周期性变化,引起机组振动和噪声。下图是水轮机尾水管内的涡带:

6 四、汽蚀余量 4、局部汽蚀 局部的凸台、凹陷部位,如螺栓处、铸造缺陷处 1、出现汽蚀的原则(假设) 2、装置汽蚀余量(有效汽蚀余量)
定义:泵吸入口所余的高出汽化压力能头的那部分能量。 注:下标s表示水泵吸入口,Pv表示汽化压力。 该能头以水泵基准面为基准。 可根据不同安装方式写出该式的不同表达,但与泵结构无关。

7 3、必须汽蚀余量 有的文献称为汽蚀余量,用 表示。 就是液流进入泵后,在未被叶轮增加能量之前,压力能头降低的那部分数值,它是因流速变化和水力损失引起的,主要影响因素是叶轮及吸水室的几何形状和流速,与吸水管路、液体性质无关,只与泵结构有关。它的大小,反映了泵抗汽蚀的能力。 要防止叶轮内发生空泡现象,就必须使液体在进入泵吸入口时,留有足够的汽蚀余量 ,以便流体在流动过程中压力降低了一定数值后,最低的压力还高于汽化压力。换言之,不发生汽蚀的必要条件是: 注意:目前多数文献用 代替 ,用 代替 。

8 4、临界汽蚀余量 以断裂特性扬程下降1%时的 ,用 表示。 5、许用汽蚀余量 这是确定泵使用条件(如安装高程)用的汽蚀余量,它应大于临界汽蚀余量,以保证泵不发生汽蚀。通常有:

9 四、汽蚀相似定律 五、汽蚀比转速 C (近似公式) 对于几何相似的泵来讲,在相似工况下,有:
─ ─ 汽蚀比转速 一般以最优工况下的C值代表泵的C值。 清水泵通常在800~1000,冷凝泵、火箭燃料泵可达1600~3000.

10 六、汽蚀系数σ 对于几何相似的泵来讲,在相似工况下,有: 因而,有: ─ ─ 汽蚀系数
σ与C具有相同性质,它的数值与泵大小无关,只要工况相似,σ相等。

11 七、汽蚀防护与改善措施 对已经设计好的水泵来讲,可采取以下措施进行汽蚀防护: 1、提高加工精度 2、选择良好材料 3、选择合理安装高度
4、规定合理运动范围 5、采用补气等办法 1、提高加工精度 2、选择良好材料 3、选择合理安装高度 4、规定合理运动范围 5、采用补气等办法 1、提高加工精度 2、选择良好材料 3、选择合理安装高度 4、规定合理运动范围 5、采用补气等办法 1、提高加工精度 2、选择良好材料 3、选择合理安装高度 4、规定合理运动范围 5、采用补气等办法 对待设计的泵来讲,可采取以下措施改善汽蚀性能: 1、使用诱导轮 2、适当增加叶轮入口直径 3、加大前盖板圆弧半径 4、将叶片进口边适当向吸入口延伸 5、采用双吸叶轮 6、使用超汽蚀翼型

12 谢谢!


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