水泵的气蚀与汽蚀余量是怎么一回事？

  什么是汽蚀现象呢?可以从日常生活来谈起:如果在一个大气压力作用下，将水加热到100°C就会有大量气泡从水中析出——水沸腾了。但是在高山上，由于空气稀薄而气压低，水不到100C就会冒出大量气泡。如果水面压力降低到0. 024atm（1atm=1个标准大气压）以下时，水在20C的常温下也会冒出大量的气泡，水沸腾。所以水的汽化不但与温度有关，而且还与压力有关。在一一定温度下，液体开始汽化的临界压力叫做汽化压力(或称饱和蒸汽压力)，用p表示。

  从离心泵的工作原理中知道，泵能将低处的液体吸上来是由于叶轮转动产生离心力，使泵的进口处压力降低产生真空，也就是低于大气压力，而吸水池的液面上有一个大气压力，在其作用下把液体压上来了。如果泵的安装离吸入液面越高，则泵的进口的压力要求更低，真空度更大，才能把液体吸上来。当泵进口处的压力低至该温度下该液体的汽化压力时，虽然在常温下，该液休也会汽化而产生大量气泡，这些气泡随液体一起流入叶轮流道中。由于泵通过旋转的叶轮对液体作功，使液体能量逐渐增加，液体的压力又逐渐升高，液体中的气泡受压破裂，重新凝结成液体而消失。这时，气泡四周的液体质点以很高的速度运动补充，质点互相撞击，在瞬间产生很高的压力(即水锤现象)，产生很强的水击波就像无数个小弹头连续打击叶片表面，久而久之，金属表面逐渐因疲劳破坏，在叶片上产生蜂窝状的小块剥落，通常称为剥蚀。在所产生的气泡中，还有一些活泼气体( 如氧等)，借助气泡凝结时所放出的热量对金属起非物理性腐蚀、电化腐蚀与机械剥蚀的共同作用，加快了对金属的损坏速度，此现状就叫做汽蚀现象。

  泵开始发生汽蚀时，气泡较少，区域也较小，对泵的正常工作无显著影响，但当发展到某些特定的程度时，就会影响到泵的性能(流量、扬程、功率、效率)显而易见地下降(泵的汽蚀试验是利用这一现象进行判断)， 并发生振动、噪声。当汽蚀逐步发展，气泡大量产生就会造成性能曲线急剧下降，液体产生断流而泵无法工作。所以泵的汽蚀问题必须应予重视与防止。

  离心泵启动时，泵体内的叶轮带动水非常快速地旋转，水作离心运动，向外甩出，水在叶轮末端（E点）及导流壳体区域形成高压，并被压入出水管。泵体内的水被压出后，在转轴附近（D点）形成低压区，外部水在大气压的作用下进入泵体，以此循环，将水从低位输送至到高位区域。（图示2、图示3）

  2、为了使泵在运行中不发生汽蚀，泵的进口处的液体所具有超过汽化压力的富裕能量(即相对基准面的入口绝对总水头与汽化压力水头之差)，称为汽蚀余量(NPSH)， 国外称净正吸入头，单位mmH2O。根据不一样的情况汽蚀余量有:

  在规定的流量、转速和输送液体的条件下,泵达到规定性能的最小汽蚀余量(出现可见汽蚀、汽蚀引起的噪声和振动的增大、扬程或效率开始下降、给定降幅的扬程或效率、汽蚀侵蚀限度)。

  必需汽蚀余量是在规定的流量、转速和输送液体的条件下，泵达到规定性能的最小汽蚀余量，是保证水泵内部不发生汽蚀所一定要有的汽蚀余量。注：发生汽蚀的特征包括：出现可见汽蚀、汽蚀引起的噪声和振动的增大、扬程或效率开始下降、给定降幅的扬程或效率、汽蚀侵蚀限度，等等。

  根据必需汽蚀余量、最高工作环境和温度下水的饱和蒸汽压，结合管路损失等参数，就可以计算出水泵的最大取水高度。

  以图2为例，最大取水高度(h)能这样估算：h=大气压(m水柱)-最高环境和温度下的饱和蒸汽压(m水柱)-必需汽蚀余量(m)-管路损失-吸水管半径(m)。注1：本公式的大气压，为取水所在地的实际大气压；注2：本计算仅供参考，最终取值应考虑一定的保证余量。

  泵第一级扬程下降3%时的汽蚀余量,作为标准基准用于表示性能曲线的单位为米(m)。

  必须有一个0.6米或NPSHA的15%的安全裕量，两者之间取大值。而且该安全裕量包含在系统计算中，因此，只要泵的NPSHR≤NPSHA即可。

  除了规定的NPSH3以外......通常希望有一个工作安全裕量，这个工作安全裕量足以在所有流量下（从最小连续稳定流量到最大预期运行流量）保护泵免遭回流、汽蚀引起的损坏。卖方应该依据具体的泵型和规定的使用条件推荐一个安全裕量。

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