基本介紹
- 中文名：汽蝕餘量
- 外文名：net positive suction head
- 提供：皖氟龍
- 單位：米（水柱）
基本信息,概念,計算公式,相關知識,汽蝕現象,提高抗氣蝕措施,
基本信息
概念
汽蝕餘量指泵入口處液體所具有的總水頭與液體汽化時的壓力頭之差，單位用米（水柱）標註，用（NPSH）表示，具體分為如下幾類：
NPSHa——裝置汽蝕餘量又叫有效汽蝕餘量，越大越不易汽蝕；
NPSHr——泵汽蝕餘量，又叫必需的汽蝕餘量或泵進口動壓降，越小抗汽蝕性能越好；
NPSHc——臨界汽蝕餘量，是指對應泵性能下降一定值的汽蝕餘量；
[NPSH]——許用汽蝕餘量，是確定泵使用條件用的汽蝕餘量，通常取[NPSH]=（1.1～1.5）NPSHc。
離心泵運轉時，液體壓力沿著泵入口到葉輪入口而下降，在葉片入口附近的K點上，液體壓力pK最低。此後由於葉輪對液體作功，液體壓力很快上升。當葉輪葉片入口附近的壓力pK小於液體輸送溫度下的飽和蒸汽壓力pv時，液體就汽化。同時，使溶解在液體內的氣體逸出。它們形成許多汽泡。當汽泡隨液體流到葉道內壓力較高處時，外面的液體壓力高於汽泡內的汽化壓力，則汽泡又重新凝結潰滅形成空穴，瞬間內周圍的液體以極高的速度向空穴衝來，造成液體互相撞擊，使局部的壓力驟然增加(有的可達數百個大氣壓)。這樣，不僅阻礙液體正常流動，尤為嚴重的是，如果這些汽泡在葉輪壁面附近潰滅，則液體就像無數個小彈頭一樣，連續地打擊金屬表面。其撞擊頻率很高(有的可達2000～3000Hz)，於是金屬表面因衝擊疲勞而剝裂。如若汽泡內夾雜某種活性氣體(如氧氣等)，它們藉助汽泡凝結時放出的熱量(局部溫度可達200～300℃)，還會形成熱電偶，產生電解，形成電化學腐蝕作用，更加速了金屬剝蝕的破壞速度。上述這種液體汽化、凝結、衝擊、形成高壓、高溫、高頻衝擊負荷，造成金屬材料的機械剝裂與電化學腐蝕破壞的綜合現象稱為汽蝕。
離心泵最易發生汽蝕的部位有：
a.葉輪曲率最大的前蓋板處，靠近葉片進口邊緣的低壓側；
b.壓出室中蝸殼隔舌和導葉的靠近進口邊緣低壓側；
c.無前蓋板的高比轉數葉輪的葉梢外圓與殼體之間的密封間隙以及葉梢的低壓側；
d.多級泵中第一級葉輪。
計算公式
什麼叫汽蝕餘量？什麼叫吸程？各自計量單位及表示字母？
答：泵在工作時液體在葉輪的進口處因一定真空壓力下會產生液體汽體，汽化的氣泡在液體質點的撞擊運動下葉輪等金屬表面產生剝落，從而破壞葉輪等金屬，此時真空壓力叫汽化壓力，氣蝕餘量是指在泵吸入口處單位重量液體所具有的超過汽化壓力的富餘能量。單位為米液柱，用（NPSH）r表示。
吸程即為必需汽蝕餘量Δ/h：即泵允許吸液體的真空度，亦即泵允許幾何安裝高度。單位用米。吸程=標準大氣壓（10.33米）--汽蝕餘量--管道損失--安全量（0.5）標準大氣壓能壓上管路真空高度10.33米
例如：某泵汽蝕餘量為4.0米，求吸程Δh
解：Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米
相關知識
汽蝕現象
液體在一定溫度下，降低壓力至該溫度下的汽化壓力時，液體便產生汽泡。把這種產生氣泡的現象稱為汽蝕。汽蝕時產生的氣泡，流動到高壓處時，其體積減小以致破滅。這種由於壓力上升氣泡消失在液體中的現象稱為汽蝕潰滅。
泵在運轉中，若其過流部分的局部區域（通常是葉輪葉片進口稍後的某處）因為某種原因，抽送液體的絕對壓力降低到當時溫度下的液體汽化壓力時，液體便在該處開始汽化，產生大量蒸汽，形成氣泡，當含有大量氣泡的液體向前經葉輪內的高壓區時，氣泡周圍的高壓液體致使氣泡急劇地縮小以至破裂。在氣泡凝結破裂的同時，液體質點以很高的速度填充空穴，在此瞬間產生很強烈的水擊作用，並以很高的衝擊頻率打擊金屬表面，衝擊應力可達幾百至幾千個大氣壓，衝擊頻率可達每秒幾萬次，嚴重時會將壁厚擊穿。
在水泵中產生氣泡和氣泡破裂使過流部件遭受到破壞的過程就是水泵中的汽蝕過程。水泵產生汽蝕後除了對過流部件會產生破壞作用以外，還會產生噪聲和振動，並導致泵的性能下降，嚴重時會使泵中液體中斷，不能正常工作。
提高抗氣蝕措施
a.提高離心泵本身抗氣蝕性能的措施
(1)改進泵的吸入口至葉輪附近的結構設計。增大過流面積；增大葉輪蓋板進口段的曲率半徑，減小液流急劇加速與降壓；適當減少葉片進口的厚度，並將葉片進口修圓，使其接近流線型，也可以減少繞流葉片頭部的加速與降壓；提高葉輪和葉片進口部分表面光潔度以減小阻力損失；將葉片進口邊向葉輪進口延伸，使液流提前接受作功，提高壓力。
(2)採用前置誘導輪，使液流在前置誘導輪中提前作功，以提高液流壓力。
(3)採用雙吸葉輪，讓液流從葉輪兩側同時進入葉輪，則進口截面增加一倍，進口流速可減少一倍。
(4)設計工況採用稍大的正沖角，以增大葉片進口角，減小葉片進口處的彎曲，減小葉片阻塞，以增大進口面積；改善大流量下的工作條件，以減少流動損失。但正沖角不宜過大，否則影響效率。
(5)採用抗氣蝕的材料。實踐表明，材料的強度、硬度、韌性越高，化學穩定性越好，抗氣蝕的性能越強。
b.提高進液裝置有效氣蝕餘量的措施
(1)增加泵前貯液罐中液面的壓力，以提高有效氣蝕餘量。
(2)減小吸上裝置泵的安裝高度。
(3)將上吸裝置改為倒灌裝置。
(4)減小泵前管路上的流動損失。如在要求範圍儘量縮短管路，減小管路中的流速，減少彎管和閥門，儘量加大閥門開度等。
(5)降低泵入口工質介質溫度（當輸送工質接近飽和溫度時）。
以上措施可根據泵的選型、選材和泵的使用現場等條件，進行綜合分析，適當加以套用。
