泵与风机气蚀PPT.ppt

船舶辅机?第3章 离心泵 [Centrifugal Pump] 一、汽蚀及危害 二、汽蚀余量 离心泵的汽蚀 三、汽蚀特性曲线 四、防止汽蚀的措施 汽蚀英文为cavitation，它来源于拉丁文cavitas，cavitas 是空的意思，故汽蚀现象又称空蚀现象或空泡现象。汽泡也称为空泡，空泡聚集的空泡团称为汽穴或空穴。 水力机械中发生的汽蚀归类 ①移动汽蚀，它是指单个瞬态汽泡和小的空穴，在液体中形成，并随液体流动而增长、溃灭时造成的汽蚀。汽泡量多时形成云雾状。 ②固定汽蚀，它是指附着于绕流体固定边界上的汽穴造成的汽蚀，也称附着汽蚀。水力机械中起主要作用的就是这种汽蚀。 ③旋涡汽蚀，它是指在液体旋涡中心产生的汽泡，旋涡中心处的速度大、压强低，易使液体气化发生汽泡。旋涡汽蚀可能是移动型的，也可能是固定型的。 ④振动汽蚀，它是指由于液体中连续的高振幅、高频率的压强波动所形成的汽蚀。固壁振动时，在液体中产生压强脉动，振动达到一定强度时，在液体和固壁交界处将产生汽泡而引起振动汽蚀。 汽蚀对泵工作的影响 在流动过程中，如果出现了局部的压力降，且该处压力降低到等于或低于水温对应下的汽化压力时，则水发生汽化。随着工况的变化，汽化先后发生的部位也不同。一般在小于设计工况下运行时，压力最低点发生在靠近前盖板叶片进口处的工作面上。 2．产生噪声和振动 在汽蚀发生的过程中，汽泡溃灭的液体微团互相冲击，会产生各种频率范围的噪音，一般频率为600～25000Hz，也有更高频的超声波。汽蚀严重时，可听到泵内有劈劈啪啪的声音。汽蚀过程本身是一种反复冲击、凝结的过程，伴随着很大的脉动力。如果这些脉动力的某一频率与机组的固有频率相等，就会引起机组的振动，机组的振动又将促使更多的气泡发生和溃灭，两者互相激励，最后导致机组的强烈振动，称之为汽蚀共振现象，机组在这种情况下就应该停止工作。 3． 影响泵的运行性能 当泵内液体中含有少量汽泡时，不会影响到外性能的变化，这种“潜伏”性汽蚀往往不被人们所注意，以致经过一段时间运行才发现部件的汽蚀损坏；当汽泡大量发生时，叶轮流 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)。 这种变化还和泵的比转速有关，图2-2 示出了不同比转速的泵汽蚀时其性能曲线的变化情况。图中虚线为汽蚀时泵的性能曲线的偏移变化。对低比转速的离心泵来讲，由于叶片数较多，叶片宽度较小，流道窄而长，在发生汽蚀后，大量汽泡很快就布满流道，造成断流，使泵的扬程、功率、效率均迅速下降，出现“断裂”工况；对高比转速的轴流泵，由于叶片数少，具有相当宽的流道，当气泡发生后，气泡不可能布满流道，不会造成断流，故在轴流泵的性能曲线上不会出现断裂工况点，但仍有“潜伏”汽蚀的存在；对中比转速的混流泵，由于其结构上介于离心泵和轴流泵两者之间，因而汽蚀对泵性能的影响也介于两者之间，在性能曲线上出现比较缓和的“断裂”工况。 影响泵的运行性能 当泵内液体中含有少量汽泡时，不会影响到外性能的变化，这种“潜伏”性汽蚀往往不被人们所注意，以致经过一段时间运行才发现部件的汽蚀损坏；当汽泡大量发生时，叶轮流道被气泡严重“阻塞”，汽蚀破坏了泵内液流的连续性，使泵的扬程、功率和效率均会显著下降，出现“断裂”工况。 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)。 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。 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。 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] 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.