凝结水泵的故障及其分析(3)

送液体的液柱高度，习惯简称为米。

转速n

转速是泵轴单位时间的转数，用符号n 表示，单位是r/min（转/分钟）。

汽蚀余量NPSH

汽蚀余量又叫净正吸头，是表示汽蚀性能的主要参数。汽蚀余量国内曾用△h表示。

功率和效率

泵的功率通常指输入功率，即原动机传到泵轴上的功率，故又称轴功率，用P表示。

泵的有效功率又称输出功率，用Pe表示。它是单位时间内从泵中输送出去的液体在泵中获得的有效能量。

因为扬程是泵输出的单位重量液体从泵中获得的有效能量，所以扬程和质量流量及重力加速度的乘积，就是单位时间内从泵中输出液体所获得的有效能量—泵的有效功率。

Pe=HQmg=ρgQH（W） 或 Pe=

?gQH1000=

?QH1000（kW）

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式中ρ—泵输送液体的密度（kg/m）； γ—泵输送液体的重度（N/m）； Q—泵的流量（m/s）； H—泵的扬程（m）； g—重力加速度（m/s）。

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若液体重度的单位为kgf/m，则 Pe=

?QH1023

（kW）

轴功率P和有效功率Pe之差为泵内的损失功率，其大小用泵的效率来计量。泵的效率为有效功率和轴功率之比，用η表示，即

η=Pe/P

泵的特性曲线

图2-1 每种泵的性能参数，流量Q、扬程H、效率η、轴功率P及汽蚀余量NPSH等都可用一经试验得出的曲线图来表示，

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泵特性曲线全面、综合、直观地表示了泵的性能，有多方面的用途。用户可以根据特性曲线来选择要求的泵，确定泵的安装高度，掌握泵的运转情况。制造厂在泵制造完后，通过试验作出特性曲线，并根据特性曲线形状的变化，分析泵几何参数对泵

性能的影响，以便设计制造出符合要求性能的泵。特性曲线通常用横坐标表示流量Q，纵坐标表示扬程H，效率η及轴功率P及汽蚀余量NPSH。现示例如上图所示。

第三章 汽蚀

泵的汽蚀

1893年，人们确认英国一台驱逐舰螺旋桨的破坏是汽蚀的结果，这就是汽蚀现象的首次发现。之后，对螺旋桨、水轮机和水泵等水力机械的汽蚀问题进行了大量研究。随着机器向高速的方向发展，汽蚀一直是水力机械中至关重要的问题。

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汽蚀的发生过程

液体汽化时压力为液体的汽化压力（又称饱和蒸汽压力），液体汽化压力的大小和温度有关。温度越高，其汽化压力越大。20℃常温清水的汽化压力为233.8Pa（0.0238kgf/cm），即常温（20℃）清水当压力降为233.8Pa时，就开始汽化，液体便产生气泡。把这种产生气泡的现象称为汽蚀。

泵在运转中，若其过流部分的局部区域（通常是叶轮叶片进口稍后的某处），因为某种原因，抽送液体的绝对压力下降到当时温度下的汽化压力时，液体便在该处开始汽化，产生气泡。这些气泡随液体向前流动，至某高压处，气泡周围的高压液体，致使气泡急骤地缩小以至破裂（凝结），在气泡凝结的同时，液体质点将以高速填充空穴，发生互相撞击而形成水击。这种现象发生在固体壁上将使过流部件受到腐蚀破坏。上述产生气泡和气泡破裂使过流部件遭到破坏的过程就是泵中的汽蚀过程。

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泵产生汽蚀时的现象

⑴、产生噪声和振动。由于泵汽蚀时，气泡在高压区连续发生突然破裂，以及伴随的强烈水击，而产生噪声和振动，可以听到像爆豆似的劈劈啪啪的响声。根据噪声可以检测汽蚀的初生。

⑵、过流部件的腐蚀破坏。泵长时间在汽蚀条件下工作时，泵过流部件的某些地方会遭到腐蚀破坏，一般在叶轮出口和压水室进口部位。这是因为气泡在凝结时金属表面受到像利刃似的高频（600-25000Hz）强烈冲击，压力达49Mpa，致使金属表面发现麻点以至穿孔。严重时金属晶粒松动并剥落而呈现蜂巢状。汽蚀破坏除机械力作用外还伴有电解、化学腐蚀等多种很复杂的作用。

⑶、性能下降。泵汽蚀时叶轮内液体的能量交换受到干扰和破坏，表现为特性曲线中流量—扬程曲线、流量—轴功率曲线、流量—效率曲线下降。严重时会使泵中的液流中断。

3、防止发生汽蚀的措施

（1）、减小几何吸上高度（吸深）。

（2）、减小吸入损失，为此可设法增加管径，尽量减小管路长度、弯头和附件等。

（3）、泵在发生汽蚀时，应把流量调小或降速运行。

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