福斯公司谈离心泵汽蚀及其预测（上）
前言
本篇内容来源于网络，是Flowserve Pumps公司内部培训资料。由于其原版为PPT资料，因此所提供的内容非常精炼、简捷。为了便于理解，泵沙龙进行了少量的补充（详见部分括号内的内容），供分享、参考。
什么是汽蚀？
汽蚀是指当液体受到减压和随后增加的压力时，液体中的气相形成和消失的过程。
汽蚀的形成是一种类似于在液体中（出现）沸腾的过程，尽管它是压力降低而不是热量增加的结果。
汽蚀同时是一种热力学状态的变化，介质从液相转化为气相（气泡），然后再由气相变成液相（气泡形成和坍塌）。
图1为泵叶轮叶片前缘（吸入侧）上的汽蚀。泵的性能参数如下：
转速 = 2990 r/min；
流量 = 1820 m3/h（8015 gpm）；
NPSHA = 70 m（230 ft）。
图1：叶轮叶片前缘（吸入侧）出现的汽蚀
汽蚀长度 = 25 mm到40 mm。
汽蚀可能引起的后果：
- 性能损失（扬程、效率等下降）
- 材料损坏（汽蚀腐蚀）
- 振动
- 噪音
- 汽锁
一般建议：
1）应避免在正常运行下出现汽蚀。然而，不幸的是，出于经济或系统运行方面的考虑，（加上在设计、选型上可能存在一定的偏差），离心泵常常处于一定的汽蚀工况下运行。
2）特别重要的是，应了解汽蚀的负面影响。
3）优化（离心泵及其系统的）设计，以减少汽蚀现象的发生。
典型的汽蚀损坏见图2和图3。
图2：吸入侧叶轮叶片汽蚀（点蚀）
图3：Francis叶轮叶片（吐出侧）汽蚀损坏
汽蚀行为通常用汽蚀数表示。
- 汽蚀数：
- 净正吸入压头：
- 托马斯汽蚀数：
一般来说，汽蚀性能与一些“临界”值有关：
NPSHA ＞NPSHc或NPSHR
离心泵的典型“临界”特性有：
- 初生汽蚀余量（NPSHi，第一只气泡产生时）
- 导致扬程下降3 %的汽蚀余量（大多数标准、规范执行NPSH3）
- 导致扬程完全崩塌的汽蚀余量（出现汽锁现象）
实际工程应用中，NPSHR的选择相当随意，但通常NPSHR = NPSH3。其它的选择还有：
- NPSHR = NPSH1或NPSHR = NPSH5
- NPSHR = NPSHi（无汽蚀运行）
不同的汽蚀判别依据所产生的现象见图4。
图4：不同的汽蚀判别依据所产生的汽蚀现象示意图
汽蚀可视化试验用泵
图5：汽蚀可视化试验用泵
汽蚀开始
图6：开始观察到汽蚀（初生汽蚀NPSHi）
扬程下降0%
图7：扬程下降0%的汽蚀（NPSH0）
扬程下降1%
图8：扬程下降1%的汽蚀（NPSH1）
扬程下降3%
图9：扬程下降3%的汽蚀（NPSH3）
入口回流
图10：入口回流引起的汽蚀
不同的汽蚀曲线
图11：不同的汽蚀曲线示意图
在工程实践中，通常：
- NPSHA ＞ NPSH3
- NPSHi ＞ NPSHA（特别是对于低流量运行工况，或有越长寿命要求的泵）
当NPSHA ＞ NPSH3时，泵运行正常，但出现了一些汽蚀的情况（只是这种汽蚀对泵的影响是可以接受）。
一般误解：
只要NPSHA ＞ NPSHR，就不存在汽蚀（这句话不正确）。
其实，自第一只气泡产生时，泵的汽蚀便已经开始，仅当NPSHR = NPSHi时，此选项才有效。
- 欢迎持续关注 -