大连海事大学：《船舶辅机》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三章 离心泵 Centrifugal Pump（3.5）离心泵的汽蚀

船舶辅机-第3章离心泵[ Centrifugal Pump 第五节离心泵的汽蚀 、汽蚀及危害 、汽蚀余量 、汽蚀特性曲线 四、防止汽蚀的措施

1 船舶辅机−第3章 离心泵[Centrifugal Pump] 一、汽蚀及危害 二、汽蚀余量 第五节 离心泵的汽蚀 三、汽蚀特性曲线 四、防止汽蚀的措施

№船舶辅机-第3章离心泵[ Centrifugal Pump 汽蚀及危害 泵在吸入真空度大于允许吸入真空度时,发生汽蚀现 象。主要发生在叶轮外缘叶片及盖板、涡壳或导轮处, 不会发生在叶片进口处。例如流量大于设计流量时发 生在叶片进口靠近前盖板的叶片正面处(K1)。 危害:①产生600~25000Hz的噪音和振动;②流量、扬 程、效率降低;③金属疲劳破坏;④汽泡凝结放热引 起化学腐蚀(出口压力升高使气泡溶解,所以泵出口液 体不会带气泡

2 船舶辅机−第3章 离心泵[Centrifugal Pump] 一、汽蚀及危害 泵在吸入真空度大于允许吸入真空度时，发生汽蚀现 象。主要发生在叶轮外缘叶片及盖板、涡壳或导轮处， 不会发生在叶片进口处。例如流量大于设计流量时发 生在叶片进口靠近前盖板的叶片正面处(K1 )。 危害：①产生600~25000Hz的噪音和振动；②流量、扬 程、效率降低；③金属疲劳破坏；④汽泡凝结放热引 起化学腐蚀(出口压力升高使气泡溶解，所以泵出口液 体不会带气泡)

№船舶辅机-第3章离心泵[ Centrifugal Pump 二、汽蚀余量 汽蚀余量Δh:是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。国外称 净正吸上水头NPSH

3 船舶辅机−第3章 离心泵[Centrifugal Pump] 二、汽蚀余量 汽蚀余量h：是指泵入口处液体所具有的总水 头与液体汽化时的压力头(pv /g)之差。国外称 净正吸上水头NPSH

山册舶辅机-第3章离心泵[ Centrifugal Pump 有效汽蚀余量△h:是泵工作时实际具有的汽蚀 余量,取决于吸入条件和液体饱和压力,与泵 无关。它表示液体在泵进口处水头超过汽化压 头的富裕能量。 十—+2 0g 2 g g 必需汽蚀余量△h:是指泵为了避免汽蚀所必需 的汽蚀余量。取决于泵进口部分的几何形状、 转速和流量,反映液体进泵后压力进一步降低 的程度,与吸入条件及所吸液体的p值无关。 M越小,泵的汽蚀性能越好

4 船舶辅机−第3章 离心泵[Centrifugal Pump] 有效汽蚀余量ha：是泵工作时实际具有的汽蚀 余量，取决于吸入条件和液体饱和压力，与泵 无关。它表示液体在泵进口处水头超过汽化压 头的富裕能量。 m g p z g v g p h s s v a   −         = + + 2 2 必需汽蚀余量hr：是指泵为了避免汽蚀所必需 的汽蚀余量。取决于泵进口部分的几何形状、 转速和流量，反映液体进泵后压力进一步降低 的程度，与吸入条件及所吸液体的pv值无关。 hr越小，泵的汽蚀性能越好

船舶辅机-第3章离心泵[ Centrifugal Pump H/ 甲泵说明书给出Ah值。由 上而增大,因为流量增大 用T图可见,Ah随Q的增大 P/kW 。液体进泵后的压降也增加 Q/(L/s) Δ很难计算,用汽蚀试验确定:逐步增大吸入 真空度,扬程或效率下降(2+K2%时的汽蚀余 量称为临界汽蚀余量h。Mh加上不小于0.3m的 余量定为必需汽蚀余量Ah。使用时Ah2比Mh具 有大于10%(不小于0.5m)的余量 Mh,≥M+0.3△h2≥110%△h(差值不小于0.m)

5 船舶辅机−第3章 离心泵[Centrifugal Pump] 泵说明书给出hr值。由 图可见， hr随Q的增大 而增大，因为流量增大， 液体进泵后的压降也增加。 hr很难计算，用汽蚀试验确定：逐步增大吸入 真空度，扬程或效率下降(2+K/2)%时的汽蚀余 量称为临界汽蚀余量hc。hc加上不小于0.3m的 余量定为必需汽蚀余量hr。使用时ha比hr具 有大于10%(不小于0.5m)的余量。 hr  hc + 0.3 ha 110%hr (差值不小于0.5m)

船舶辅机-第3章离心泵[ Centrifugal Pump 必需汽蚀余量Mb和允许吸上真空高度[H都是 表示泵吸入性能好坏的性能参数,性质一样,只 是表示方式不同 △h 82g △h 3+P g pg Pa ps pgpgpgpg 2g M减小到等于M,时,吸上真空度达到FH p8 0g 28

6 船舶辅机−第3章 离心泵[Centrifugal Pump] 必需汽蚀余量hr和允许吸上真空高度[Hs ]都是 表示泵吸入性能好坏的性能参数，性质一样，只 是表示方式不同。 g p g v h g p g p g v g p h s v a s s s v a     =  − +  = + − 2 2 2 2 a a s a v s h g v g p g p g p g p − = − + − 2 2     ha减小到等于hr时，吸上真空度达到[Hs ]。 r a v s s h g v g p g p H = − + − 2 [ ] 2  

船舶辅机-第3章离心泵[ Centrifugal Pump 三、汽蚀特性曲线 有效汽蚀余量Δ下降接近A但未降到很低时, 汽蚀已经发生但尚未明显影响到泵性能的状态称 为潜伏汽蚀 图中画斜线部分为不稳定汽蚀, 最容易破坏部件 C C 垂直线断裂工况,K为断裂点, \K 断裂工况形成汽、水两相区, 校振动和噪音不强烈,破坏不明 x显,称为稳定汽蚀 吸高x2>2>1,可见吸高越 △h 2 大,△,越小,断裂工况越向 °小流量方向移动,不发生汽蚀 的流量范围越小

7 船舶辅机−第3章 离心泵[Centrifugal Pump] 有效汽蚀余量ha下降接近hr但未降到很低时， 汽蚀已经发生但尚未明显影响到泵性能的状态称 为潜伏汽蚀。 三、汽蚀特性曲线 图中画斜线部分为不稳定汽蚀， 最容易破坏部件。 垂直线断裂工况，K为断裂点， 断裂工况形成汽、水两相区， 振动和噪音不强烈，破坏不明 显，称为稳定汽蚀。 吸高zs3>zs2 >zs1 ，可见吸高越 大， ha越小，断裂工况越向 小流量方向移动，不发生汽蚀 的流量范围越小

船舶辅机-第3章离心泵[ Centrifugal Pump 中、低n的泵叶片流道窄长,气泡容易布满流道 扬程、效率急剧下降,特性曲线有明显断裂点 低n的泵发生汽蚀后很容易断流。高n的泵叶片 流道短宽,达到断裂点之前有较长的一段扬程和 效率逐渐下降的部分

8 船舶辅机−第3章 离心泵[Centrifugal Pump] 中、低ns的泵叶片流道窄长，气泡容易布满流道， 扬程、效率急剧下降，特性曲线有明显断裂点。 低ns的泵发生汽蚀后很容易断流。高ns的泵叶片 流道短宽，达到断裂点之前有较长的一段扬程和 效率逐渐下降的部分

山船舶辅机第3章离心泵[ Centrifugal Pump 四、防止汽蚀的措施 容易发生汽蚀的泵(△h小 1.输送高温液体的泵:锅炉给水泵、热水循环泵 2.流注吸高显著降低的泵:货油泵 3.吸入液面真空度较大的泵:凝水泵 预防措施:(★★★★)①提高Ah;②减小h,;③ 用抗汽蚀材料制造叶轮,提高光洁度 管理中的措施:(★★★★)①降低温度;②减小吸 高或增加流注高度;③减小吸入阻力(清洗滤器); ④关小排出阀(不能关小吸入阀)或降低转速减小 流量

9 船舶辅机−第3章 离心泵[Centrifugal Pump] 四、防止汽蚀的措施 容易发生汽蚀的泵(ha小)： 1. 输送高温液体的泵：锅炉给水泵、热水循环泵 2. 流注吸高显著降低的泵：货油泵 3. 吸入液面真空度较大的泵：凝水泵 预防措施：(★★★★) ①提高ha；②减小hr；③ 用抗汽蚀材料制造叶轮，提高光洁度 管理中的措施：(★★★★) ①降低温度；②减小吸 高或增加流注高度；③减小吸入阻力(清洗滤器)； ④关小排出阀(不能关小吸入阀)或降低转速减小 流量