泵 的 汽 蝕

1、第九章 泵 的 汽 蝕 1 本章教學(xué)提綱： 一、汽蝕現(xiàn)象對(duì)泵工作的影響： (1)材料破壞 汽蝕發(fā)生時(shí)，由于機(jī)械剝蝕與化學(xué)腐蝕的共同作用，致使材料受到破壞。 (2)噪聲和振動(dòng) 汽蝕發(fā)生時(shí)，不僅使材料受到破壞，而且還會(huì)出現(xiàn)噪聲和振動(dòng)。汽泡破裂和高速?zèng)_擊會(huì)引起嚴(yán)重的噪聲。但是，在于廠由于其他來源的噪聲已相當(dāng)高，般情況下，往往感覺不到汽蝕所產(chǎn)生的噪聲。汽蝕過程本身是一種反復(fù)凝結(jié)、沖擊的過程，伴隨很大的脈動(dòng)力。如果這些脈動(dòng)力的某一頻率與設(shè)備的自然頻率相等，就會(huì)引起強(qiáng)烈的振動(dòng)。 (3)性能下降 汽蝕發(fā)展嚴(yán)重時(shí)，大量汽泡的存在會(huì)堵塞流道的截面，減少流體從葉輪獲得的能量，導(dǎo)致?lián)P程下降，效率也相應(yīng)降低。 對(duì)水泵

2、而言，汽蝕問題是影響其向高速化發(fā)展的一個(gè)突出障礙。隨著科技事業(yè)的不斷發(fā)展，汽蝕研究仍將是一個(gè)重要的課題。 二、反映和控制汽蝕現(xiàn)象的指標(biāo)： （1）真空高度 Hs ：對(duì)某一臺(tái)水泵，盡管其性能可以滿足使用要求，但是如果幾何安裝高度不合適，由于汽蝕的原因，則會(huì)限制流量的增加，從而導(dǎo)致性能達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。因此，確定泵的幾伺安裝高度是保證泵在設(shè)計(jì)工況下工作時(shí)不發(fā)生汽蝕的重要條件。 （2）汽蝕余量h ：用符號(hào)h表示，或用 NPSH 表示 (NetPositiveSuctionHead)。汽蝕余量又分為有效汽蝕余量ha或NPSH a和必需汽蝕余量hr或NPSH r。 （3）汽蝕相似定律及汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù) ：汽蝕余量

3、只能反映泵汽蝕性能的好壞，而不能對(duì)不同泵進(jìn)行汽蝕性能的比較， 因此需要一個(gè)包括泵的性能參數(shù)及汽蝕性能參數(shù)在內(nèi)的綜合相似特征數(shù)，這個(gè)相似特征數(shù)稱為汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)，用符號(hào) c表示。三、提高泵抗汽蝕性能的措施： (1)降低葉輪入口部分流速 (2)采用雙吸式葉輪 (3)增加葉輪前蓋板轉(zhuǎn)彎處的曲率半徑 這樣可以減小局部阻力損失。 (4)葉片進(jìn)口邊適當(dāng)加長(zhǎng) 即向吸人方向延伸，并作成扭曲 (5)首級(jí)葉輪采用抗汽蝕性能好的材料 如采用含鎳鉻的不銹鋼、鋁青銅、磷青銅。 (6)減小吸人管路的流動(dòng)損失 即可適當(dāng)加大吸人管直徑，盡量減少管路附件，如 彎頭、閥門等，并使吸人管長(zhǎng)最短。 (7)合理確定兩個(gè)高度 即幾何安裝高度

4、及倒灌高度。 (8)設(shè)置前置泵 給水經(jīng)前置泵升壓后再進(jìn)入給水泵，提高了泵的有效汽蝕余量，改善了給水泵的汽蝕性能：同時(shí)除氧器的安裝高度也大為降低。這是防止給水泵產(chǎn)生汽蝕、簡(jiǎn)單而又可靠的一種方法。 （9）采用誘導(dǎo)輪 (10)采用雙重翼葉輪 (11)采用超汽蝕泵 2 本章基本概念： 一、 、汽蝕現(xiàn)象：二、吸上真空高度 Hs ： （1）幾何安裝高度 （2）允許吸上真空高度Hs 三、汽蝕余量h ： （1）有效汽蝕余量ha （2）必需汽蝕余量hr 四、汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù) 3本章教學(xué)內(nèi)容： 第節(jié) 汽蝕現(xiàn)象及其對(duì)泵工作的影響 一、汽蝕現(xiàn)象 水和汽可以互相轉(zhuǎn)化，這是液體所固有的物理特性，而溫度和壓力則是造成它們轉(zhuǎn)化 的

5、條件。如果使水的某一溫度保持不變，逐漸降低液面的絕對(duì)壓力，當(dāng)該壓力降低到某一數(shù)值時(shí)，水同樣也會(huì)發(fā)生汽化，把這個(gè)壓力稱為水在該溫度下的汽化壓力，用符號(hào) pv 表示。如果在流動(dòng)過程中，某一局部地區(qū)的壓力等于或低于與水溫相對(duì)應(yīng)的汽化壓力時(shí)，水就在該處發(fā)生汽化。汽化發(fā)生后，就有大量的蒸汽及溶解在水中的氣體逸出，形成許多蒸汽與氣體混合的小汽泡。當(dāng)汽泡隨同水流從低壓區(qū)流向高壓區(qū)時(shí)，汽泡在高壓的作用下，迅速凝結(jié)而破裂，汽泡破裂的瞬間，產(chǎn)生局部空穴，高壓水以極高的速度流向這些原汽泡占有的空間，成一個(gè)沖擊力。由于汽泡中的氣體和蒸汽來不及在瞬間全部溶解和凝結(jié)，因此，在沖擊力的作用下又分成小汽泡，再被高壓水壓縮、凝

6、結(jié)，如此形成多次反復(fù)，在流道表面形成極微小的沖蝕。沖擊力形成的壓力可高達(dá)幾百甚至上千 MPa，沖擊頻率可達(dá)每秒幾萬次。如圖 5l 所示，流道材料表面在水擊壓力作用下，形成疲勞而遭到嚴(yán)重破壞，從開始的點(diǎn)蝕到嚴(yán)重的蜂窩狀空洞，最后甚至把材料壁面蝕穿，通常把這種破壞現(xiàn)象稱為剝蝕。 另外，由液體中逸出的氧氣等活性氣體，借助汽泡凝結(jié)時(shí)放出的熱量，也會(huì)對(duì)金屬起 化學(xué)腐蝕作用。這種汽泡的形成發(fā)展和破裂以致材料受到破壞的全部過程，稱為汽蝕現(xiàn)象。 二、汽蝕對(duì)泵工作的影響 由以上分析可知，在流動(dòng)過程中，如果出現(xiàn)了局部的壓力降，且該處壓力降低到等于 或低于水溫對(duì)應(yīng)下的汽化壓力時(shí)，則水發(fā)生汽化。隨著工況的變化，汽化先

7、后發(fā)生的部位也不同。 一般在小于設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行時(shí)， 壓力最低點(diǎn)發(fā)生在靠近前蓋板葉片進(jìn)口處的工作面上。 開始發(fā)生汽化時(shí)，因?yàn)橹挥猩倭科?，葉輪流道堵塞不嚴(yán)重，對(duì)泵的正常工作沒有明顯 影響，泵的外部性能也沒有明顯變化。這種尚未影響到泵外部性能時(shí)的汽蝕稱為潛伏汽蝕。 泵長(zhǎng)期在潛伏汽蝕工況下丁作時(shí)，泵的材料仍要受到剝蝕，影響它的使用壽命。當(dāng)汽化發(fā)展 到定程度時(shí)，汽泡大量聚集，葉輪流道被汽泡嚴(yán)重堵塞，致使汽蝕進(jìn)一步發(fā)展，影響到泵的外部特性，導(dǎo)致泵難以維持正常運(yùn)行。綜上所述，汽蝕對(duì)泵產(chǎn)生了諸多有害的影響。 (1)材料破壞 汽蝕發(fā)生時(shí)，由于機(jī)械剝蝕與化學(xué)腐蝕的共同作用，致使材料受到破 壞，圖53所示為一個(gè)受

8、汽蝕破壞的離心泵葉輪示例。 (2)噪聲和振動(dòng) 汽蝕發(fā)生時(shí)，不僅使材料受到破壞，而且還會(huì)出現(xiàn)噪聲和振動(dòng)。汽泡破裂和高速?zèng)_擊會(huì)引起嚴(yán)重的噪聲。但是，在于廠由于其他來源的噪聲已相當(dāng)高，般情況下，往往感覺不到汽蝕所產(chǎn)生的噪聲。汽蝕過程本身是一種反復(fù)凝結(jié)、沖擊的過程，伴隨很大的脈動(dòng)力。如果這些脈動(dòng)力的某一頻率與設(shè)備的自然頻率相等，就會(huì)引起強(qiáng)烈的振動(dòng)。 (3)性能下降 汽蝕發(fā)展嚴(yán)重時(shí)，大量汽泡的存在會(huì)堵塞流道的截面，減少流體從葉輪獲得的能量，導(dǎo)致?lián)P程下降，效率也相應(yīng)降低。這時(shí)，泵的外部性能有明顯的變化。由圖5-4 可知，ns=70的離心式泵，當(dāng)幾何安裝高度為 6m時(shí)，出水管閥門的開度只能開到曲線上黑點(diǎn)所對(duì)

9、應(yīng)的流量。如果繼續(xù)開大閥門，流量進(jìn)一步有所增加時(shí)，揚(yáng)程曲線則急劇下降，這表明汽蝕已經(jīng)達(dá)到致使水泵不能工作的嚴(yán)重程度。這一工況，稱為斷裂工況。當(dāng)把幾何安裝高度從6m增加到7m時(shí)， 斷裂工況就向流量小的方向偏，可以使用的運(yùn)行范圍就變窄，幾何安裝高度提高到8m時(shí)，斷裂工況偏向更小的流量，泵的使用范圍就更窄。 圖 5-5 為ns=150 的雙吸離心泵在不同幾何安裝高度下發(fā)生汽蝕后的性能曲線，與ns= 70 (圖5-4)的離心泵相比，其斷裂工況比較緩和，沒有明顯的斷裂點(diǎn)，其揚(yáng)程和效率曲線是逐漸下降的。從 s=690的軸流式泵汽蝕后的性能曲線圖上幾乎看不出汽蝕發(fā)生時(shí)的斷裂工況點(diǎn)。 由試驗(yàn)可知，ns 425

10、 時(shí)，在性能曲線上沒有明顯的汽蝕斷裂點(diǎn)。其原因是：在低比轉(zhuǎn)數(shù)的離心泵中，由于葉片寬度小，流道窄且長(zhǎng)，在發(fā)生汽蝕后，大量汽泡很快就布滿流道，影響流體的正常流動(dòng)，造成斷流，致使揚(yáng)程、效率急劇下降。在比轉(zhuǎn)數(shù)大的離心泵中，葉片寬度大，流道寬且短，因此汽泡發(fā)生后，并不立即布滿流道，因而對(duì)性能曲線上斷裂工況點(diǎn)的影響就比較緩和。在高比轉(zhuǎn)數(shù)的軸流泵中，由于葉片數(shù)少，具有相當(dāng)寬的流道，汽泡發(fā)生后，不可能布滿流道，從而不會(huì)造成斷流，所以在性能曲線上，當(dāng)流量增加時(shí)，就不會(huì)出現(xiàn)斷裂工況點(diǎn)。盡管如此，但仍有潛伏汽蝕的存在，仍需防止。 第二節(jié) 吸上真空高度 Hs 當(dāng)增加泵的幾何安裝高度時(shí)，會(huì)在更小的流量下發(fā)生汽蝕，如圖

11、54 所示。對(duì)某一臺(tái)水泵來說， 盡管其性能可以滿足使用要求， 但是如果幾何安裝高度不合適， 由于汽蝕的原因， 會(huì)限制流量的增力，從而導(dǎo)致性能達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。因此，確定泵的幾伺安裝高度是保證泵在設(shè)計(jì)工況下工作時(shí)不發(fā)生汽蝕的重要條件。 中小型臥式離心泵的幾何安裝高度如圖 57 所示。 立式離心泵的幾何安裝高度是指第一級(jí)工作葉輪進(jìn)口邊的中心線至吸水池液面的垂直距離。對(duì)于大型泵則應(yīng)按 葉輪人口邊最高點(diǎn)采決定幾何安裝高度。 在泵樣本中，有一項(xiàng)性能指標(biāo)，叫作允許吸上真空高度，用符號(hào)Hs表示，這項(xiàng)性能指標(biāo)和泵的幾何安裝高度有關(guān)。幾何安裝高度就是根據(jù)這一數(shù)值計(jì)算確定的。 允許吸上真空高度Hs和幾何安裝高度之間

12、的關(guān)系可通過圖 5-7 進(jìn)行討論。流體在旋轉(zhuǎn)葉輪中受離心力的作用被甩出葉輪，這時(shí)在葉輪人口處就形成了真空，于是水池中液體就在液面壓力作用下經(jīng)吸水管路進(jìn)入泵內(nèi)。 取吸水池液面為基準(zhǔn)面，列出水面 ee 和泵入門 ss斷面的伯諾利方程式： 當(dāng)液面壓力就是大氣壓力時(shí)，pe=pamb,則有 從上式可知，泵的幾何安裝高度 Hg與液面壓力、入口壓力、入口平均速度以及吸入管路中的流動(dòng)損失有關(guān)。幾何安裝高度總是小于 10m的。 上式中的前兩項(xiàng)之差稱為吸上真空高度，用 Hs表示。 在發(fā)生斷裂工況時(shí)的 Hs，稱為最大吸上真空高度或臨界吸上真空高度，用符號(hào) Hsmax表示。最大吸上真空高度 Hsmax是由試驗(yàn)確定的。

13、為保證泵不發(fā)生汽蝕，允許吸上真空高度通常取為 用允許吸上真空高度計(jì)算允許幾何安裝高度Hg： Hg與允許吸上真空高度Hs之間的關(guān)系式指出： (1)泵的允許幾何安裝高度Hg應(yīng)從泵樣本中所給出的允許吸上真空高度Hs中減去泵吸入口的速度水頭和吸入管路的流動(dòng)損失。一般情況下，Hg隨流量的增加而降低，所以應(yīng)按樣本中最大流量所對(duì)應(yīng)的Hs來計(jì)算。 (2)為了提高泵允許的幾何安裝高度，應(yīng)該盡量減小速度水頭和吸入管路的流動(dòng)損失。為了減小速度水頭，在同一流量下，可以選用直徑稍大的吸入管路；為了減小流動(dòng)損失除了選用直徑稍大的吸入管以外，吸人管段應(yīng)盡可能的短，并盡量減少如彎頭等增加局部損失的管路附件。 通常，在泵樣本中

14、所給出的Hs值是已換算成常態(tài)（大氣壓力為 101.3103,水溫為 20） 下的數(shù)值， 當(dāng)使用條件與常態(tài)不同時(shí)， 應(yīng)將樣本中所給出的Hs值換算為使用條件下Hs 其換算公式為 泵制造廠只能給出Hs值，而不能直接給出Hg值，因?yàn)槊颗_(tái)泵由于使用地區(qū)不同、水溫不同，吸人管路的布置情況也各異。因此，只能由用戶根據(jù)具體條件進(jìn)行計(jì)算確定Hg。 安裝地點(diǎn)的海拔越高，大氣壓力就越低，允許吸上真空高度就越小。輸送水的溫度越高時(shí)，所對(duì)應(yīng)的汽化壓力就越高，水就越容易汽化。這時(shí)，泵的允許吸上真空高度也就越小。不同海拔時(shí)的大氣壓力和不同水溫時(shí)的飽和蒸汽壓頭值如表 51 和表 52 所示。 第三節(jié) 汽蝕余量h 引入另一個(gè)表

15、示泵汽蝕性能的參數(shù)，稱為汽蝕余量，用符號(hào)h表示，或用NPSH 表示 (NetPositiveSuctionHead)。汽蝕余量又分為有效汽蝕余量ha 或NPSH a 和必需汽蝕余 量hr或NPSH r。 在實(shí)際工作中，會(huì)遇到這種情況，即對(duì)同一臺(tái)泵，在某種吸人裝置條件下運(yùn)行時(shí)會(huì)發(fā) 生汽蝕，當(dāng)改變吸人裝置條件后，就可能不發(fā)生汽蝕，這說明泵在運(yùn)行中是否發(fā)生汽蝕和 泵的吸入裝置條件有關(guān)。按照吸人裝置條件所確定的汽蝕余量稱為有效的汽蝕余量或稱裝 置汽蝕余量，用ha表示。 另一種情況是，在完全相同的使用條件下某臺(tái)泵在運(yùn)行中發(fā)生了汽蝕，而換了另一種 型號(hào)的泵，就可能不發(fā)生汽蝕，這說明泵在運(yùn)行中是否發(fā)生汽蝕和

16、泵本身的汽蝕性能也有 關(guān)。由泵本身的汽蝕性能所確定的汽蝕余量稱為必需汽蝕余量或泵的汽蝕余量，用hr 表 示。 現(xiàn)對(duì)有效汽蝕余量ha和必需汽蝕余量hr分別討論如下： 一、有效汽蝕余量ha 有效汽蝕余量ha 系指泵在吸人口處，單位重量液體所具有的超過汽化壓力的富余能 量。即液體所具有的避免泵發(fā)生汽化的能量。有效汽蝕余量ha，由吸人系統(tǒng)的裝置條件確 定，與泵本身無關(guān)。 根據(jù)有效汽蝕余量的定義，得根據(jù)有效汽蝕余量的定義，得 其計(jì)算式為 由上式可知，有效汽蝕余量ha 就是吸入液面上的壓力水頭在克服吸水管路裝置中的流動(dòng)損失并把水提高到Hg的高度后，所剩余的超過汽化壓頭的能量。 分析上式知： (1)在液面上

17、的壓力水頭、幾何安裝高度 Hg和液體溫度保持不變的情況下，當(dāng)流量增加時(shí)，由于吸人管路中的流動(dòng)損失 w h 與流量的平方成正比變化，所以使ha 隨流量增加而減小。因而，當(dāng)流量增加時(shí)，發(fā)生汽蝕的可能性增加。 (2)在非飽和容器中，泵所輸送的液體溫度越高，對(duì)應(yīng)的汽化壓力越大，ha 也越小，發(fā)生汽蝕的可能性就越大。 在吸入容器液面高出水泵軸線時(shí)，則 Hg稱為倒灌高度或灌注頭(一 Hg)，如圖 511所示，這時(shí)，式(57)為 二、必需汽蝕余量hr 必需汽蝕余量hr與吸人系統(tǒng)的裝置情況無關(guān)，是由泵本身的汽蝕性能所確定的。泵吸入口處的壓力并非泵內(nèi)液體的最低壓力。而最低壓力點(diǎn)通常在葉片進(jìn)口邊稍后的 k點(diǎn)，如圖

18、5-12 所示，因?yàn)橐后w從泵吸入口(一般指泵進(jìn)口法蘭 ss截面處)至葉輪進(jìn)口有能量損失，因而致使壓力繼續(xù)降低到 k 點(diǎn)。從泵吸人口至泵出口的壓力變化曲線示于圖 5-12 中。必需汽蝕余量hr 即指：液體從泵吸人口至壓力最低 k點(diǎn)的壓力降。影響壓力降有以下原因： (1) 吸人口 ss截面至kk截面間(圖 512)有流動(dòng)損失，致使液體壓力下降。 (2) 從ss至kk截面時(shí)，由于液體轉(zhuǎn)彎等引起絕對(duì)速度分布不均勻，導(dǎo)致流體壓力 下降。 (3)吸入管一般為收縮形，因速度改變而導(dǎo)致壓力下降。 (4)流體進(jìn)入葉輪流道時(shí)，以相對(duì)速度繞流葉片進(jìn)口邊，從而引起相對(duì)速度的分布不 均勻，致使壓力下降。 在壓力降的上述

19、因素中，(1)和(2)項(xiàng)的流動(dòng)損失和絕對(duì)速度分布不均勻所造成的損失，難以正確計(jì)算。因而在推導(dǎo)計(jì)算公式時(shí)，暫不考慮，以后再加以修正。 利用伯諾利方程推導(dǎo)出的hr計(jì)算公式為 式中 1、2壓降系數(shù)； wo、vo葉片進(jìn)口邊稍前的相對(duì)速度和絕對(duì)速度。 三、有效汽蝕余量ha和必需汽蝕余量hr的關(guān)系 ha是吸人系統(tǒng)所提供的在泵吸人口大于飽和蒸汽壓力的富余能量。ha越大，表示泵抗汽蝕性能越好。而必需汽蝕余量是液體從泵吸入口至 k點(diǎn)的壓力降，hr越小，則表示泵抗汽蝕性能越好，可以降低對(duì)吸人系統(tǒng)提供的有效汽蝕余量hr的要求。wo、vo葉片進(jìn)口邊稍前的相對(duì)速度和絕對(duì)速度。 三、有效汽蝕余量ha和必需汽蝕余量hr的關(guān)

20、系 ha是吸人系統(tǒng)所提供的在泵吸人口大于飽和蒸汽壓力的富余能量。ha越大，表示泵抗汽蝕性能越好。而必需汽蝕余量是液體從泵吸入口至 k點(diǎn)的壓力降，hr越小，則表示泵抗汽蝕性能越好，可以降低對(duì)吸人系統(tǒng)提供的有效汽蝕余量hr的要求。 由前述已知， 有效汽蝕余量ha隨流量的增加是一條下降的曲線。 但由上式可知， 流量增力口會(huì)導(dǎo)致葉片進(jìn)口前的流速 v0、w0增大，從而致使必需汽蝕余量hr將隨流量的增加是一條上升的曲線。這兩條曲線交于 c點(diǎn)，如圖5-14 所示。c點(diǎn)為汽蝕界限點(diǎn)，亦即臨界汽蝕狀態(tài)點(diǎn)，該點(diǎn)的流量為臨界流量 qvc。當(dāng)qvqvc，hr ha時(shí)，有效汽蝕余量所提供的超過汽化壓力的富余能量，不足以

21、克服泵入口部分的壓力降， 此時(shí)， 最低壓力pk p v， 從而造成泵內(nèi)汽蝕，因此qvc右邊為汽蝕區(qū)。只有 qvqvc時(shí)，hrp v，從而使泵不發(fā)生汽蝕，所以左邊為安全區(qū)。由上述分析可知，泵不發(fā)生汽蝕的條件為ha hr。 在臨界狀態(tài)點(diǎn)，ha =hr=hc 由汽蝕試驗(yàn)求得，為保證泵不發(fā)生汽蝕，hc加一安全量，得允許汽蝕余量h 通常取 h=(1.11.3) hc 或 h= hc+K 四、汽蝕余量h與吸上真空高度 Hs的關(guān)系 汽蝕余量h和吸上真空高度Hs這兩個(gè)表示汽蝕性能的參數(shù)之間存在一定的關(guān)系。 由汽蝕余量h 和吸上真空高度 Hs的計(jì)算和概念推出汽蝕余量h 與吸上真空高度 Hs的關(guān)系式為 對(duì)于h和H

22、s這兩個(gè)表示汽蝕性能的參數(shù)，我國(guó)過去多采用Hs。但因使用h時(shí)；不需進(jìn)行換算，特別對(duì)電廠的鍋爐給水泵和凝結(jié)水泵，吸人液面都不是大氣壓力的情況下，尤為方便。同時(shí)h更能說明汽蝕的物理概念。因此，目前已較多使用h。 第四節(jié) 汽蝕相似定律及汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù) 汽蝕余量只能反映泵汽蝕性能的好壞，而不能對(duì)不同泵進(jìn)行汽蝕性能的比較，因此需 要一個(gè)包括泵的性能參數(shù)及汽蝕性能參數(shù)在內(nèi)的綜合相似特征敷，這個(gè)相似特征數(shù)稱為汽 蝕比轉(zhuǎn)數(shù)，用符號(hào)c表示。 由汽蝕基本方程式，根據(jù)相似條件，推出汽蝕相似定律的表達(dá)式為 汽蝕相似定律指出；進(jìn)口幾何尺寸相似的泵，在相似工況下運(yùn)行時(shí)，原型和模型泵必 需汽蝕余量之比等于葉輪進(jìn)口幾何尺寸的平方

23、比和轉(zhuǎn)速的平方比的乘積。 對(duì)同一臺(tái)泵，即D1p=D1m，則由式(519)得 上式指出，對(duì)同一臺(tái)泵來說，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，汽蝕余量隨轉(zhuǎn)速的平方成正比關(guān)系變化，即當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速提高后，必需汽蝕余量成平方增加，泵的抗汽蝕性能大為惡化， 一、汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù) 由流量相似定律和汽蝕相似定律進(jìn)行變換后推得汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)的計(jì)算式為 s稱為吸人比轉(zhuǎn)數(shù)。國(guó)外通常用吸入比轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算。而我國(guó)習(xí)慣上采用下式計(jì)算： c稱為汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)。式中常數(shù)5.62是為了放大 c值。 上式指出，必需汽蝕余量hr小，則汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)值大，即表示汽蝕性能好。反之，則差。因此，汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)的大小，可以反映泵抗汽蝕性能的好壞。但必須指出，為了提高 c值往往使泵的效率有

24、所下降，目前汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)的大致范圍如下： 主要考慮效率的泵：c=600800； 兼顧汽蝕和效率的泵：c=8001200； 對(duì)汽蝕性能要求高的泵：c12001600。 對(duì)一些特殊要求的泵，如電廠的凝結(jié)水泵、給水泵、火箭用的燃料泵等，c值可達(dá) 1600 3000。 與無因次型式數(shù)相類似，最近提出了無因次汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù) K： c與 Ks的關(guān)系為 三，汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)公式的說明 (1)汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)和比轉(zhuǎn)數(shù)一樣，是用最高效率點(diǎn)的 n、qv、hr值計(jì)算的。因此，一般 都是指最高效率點(diǎn)的汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)。 (2)凡入口幾何相似的泵，在相似工況下運(yùn)行時(shí)，汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)必然相等。因此，可作為汽蝕相似準(zhǔn)則數(shù)。與比轉(zhuǎn)數(shù) ns 不同的是，只

25、要求進(jìn)口部分幾何形狀和流動(dòng)相似。即使出口部分不相似，在相似工況下運(yùn)行時(shí)，其汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)仍相等。 (3)汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)公式中流量是以單吸為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)雙吸葉輪流量應(yīng)以qv /2代入。 (4)汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù) c， 吸人比轉(zhuǎn)數(shù)s和無因次汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)K 三者的性質(zhì)并無差別，物理意義相同。對(duì)于有因次汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù) c，由于各國(guó)使用單位不同需進(jìn)行換算。 第五節(jié) 提高泵抗汽蝕性能的措施 綜上所述，泵是否發(fā)生汽蝕，是由泵本身的汽蝕性能和吸人系統(tǒng)的裝置條件來確定的。 因此，提高泵本身的抗汽蝕性能，盡可能減小必需汽蝕余量hr，以及合理的確定吸人系統(tǒng)裝置，以提高有效汽蝕余量ha，一般采用以下的措施。 一、提高泵本身的抗汽蝕性能 (1)

26、降低葉輪入口部分流速 由汽蝕基本方程式可知，在壓降系數(shù)不變時(shí)，減小 v0、w0可使hr減小，而 v0、w0均與入口幾何尺寸有關(guān)。因此，改進(jìn)入口幾何尺寸，可以提高泵的抗汽蝕性能，一般采用兩種方法：適當(dāng)增大葉輪入口直徑 Do；增大葉片人口邊寬度b1，如圖516所示。也有同時(shí)采用既增大 Do又增大 b1的方法。這些結(jié)構(gòu)參數(shù)的改變，均應(yīng)有一定的限度，否則將影響泵效率。 (2)采用雙吸式葉輪 此時(shí)單側(cè)流量減小一半，從而使 v0減小。如果汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù) c、轉(zhuǎn)數(shù)n和流量相同時(shí)，采用雙吸式葉輪，hr相當(dāng)于單級(jí)葉輪的 063倍，即雙吸式葉輪的必需汽蝕余量是單吸式葉輪的63，因而提高了泵的抗汽蝕性能。如國(guó)產(chǎn) 125MW 和 300MW 機(jī)組的給水泵，首級(jí)葉輪都采用的雙吸式葉輪。 (3)增加葉輪前蓋板轉(zhuǎn)彎處的曲率半徑 這樣可以減小局部阻力損失。 (4)葉片進(jìn)口邊適