關(guān)于泵在使用過程中的汽蝕問題

內(nèi)容摘要：

汽蝕，也叫作“氣蝕”，是一種由于系統(tǒng)與水泵不匹配，造成的水泵損害的現(xiàn)象。

我們先簡單解釋下汽蝕的產(chǎn)生過程，然后再詳細(xì)說明怎樣解決和避免汽蝕。

如上系統(tǒng)圖所示，環(huán)境大氣壓為10m，水泵入口中心線高于液面7m，吸入口管路和彎頭等組件會產(chǎn)生2m水壓降，這樣可以計(jì)算P0點(diǎn)的絕對壓力：10-7-2=1m，而水泵自身會有一個(gè)汽蝕余量曲線，如下圖：

可從圖中看到，這臺水泵流量在22m3/h的時(shí)候，汽蝕余量（NPSH）為2m，這個(gè)汽蝕余量的含義是水泵吸入口最低的絕對壓力要求至少為2m，水在進(jìn)入泵體內(nèi)部持續(xù)壓降，如果入口不能保證2m絕對壓力，那么在水進(jìn)入泵體尚未接觸到葉輪表面時(shí)就會汽化，變?yōu)闅馑旌蠣顟B(tài)，當(dāng)含有氣泡的水接觸到葉輪表面被瞬間增壓時(shí)，由于壓力上升，氣泡破滅，周邊的水會快速地填充氣泡的空間，造成葉輪表面撞擊，從而損傷葉輪。

整個(gè)流程就是我們所說的汽蝕，汽蝕的根本原因在于水泵的汽蝕余量與系統(tǒng)所能提供的最低壓力不匹配。

汽蝕狀態(tài)下水泵的性能曲線會快速衰減，除了葉輪壽命受影響之外，水泵也無法像預(yù)期一樣提供流量和揚(yáng)程。

上面我們解釋了汽蝕的產(chǎn)生過程，接下來我們介紹下如何避免汽蝕。

首先我們列出影響汽蝕的幾個(gè)因素：

（1）水泵自身的汽蝕余量（NPSH）：汽蝕余量是一個(gè)動(dòng)態(tài)值，每臺水泵的汽蝕余量都不盡相同，并且在一臺水泵下的不同流量點(diǎn)，汽蝕余量也不一樣，流量越小，汽蝕余量越低，流量越大，汽蝕余量越高。

（2）環(huán)境大氣壓：平原地區(qū)的環(huán)境大氣壓約為10m，一些高海拔城市的大氣壓通常會有所下降，例如昆明的海拔高度大約為1800m，環(huán)境大氣壓約為8m。

（3）泵和水面的安裝高度差：常規(guī)的安裝建議是泵低于水面，部分特殊場所下，泵需要高于水面安裝，這里的安裝高度差是以泵高減去水面高，所以如果是泵高于液面1m時(shí)，高度差為-1m。

（4）水泵吸入口的壓降：壓降源自于管路內(nèi)壁摩擦水阻，彎頭閥門等局部水阻，這個(gè)水阻與管徑、流量相關(guān)，需要準(zhǔn)確評估這部分水阻時(shí)，可查閱Pentax歷史推文中的100m管阻表格。

（5）飽和蒸汽壓：與水溫相關(guān)，水溫越高則飽和蒸汽壓越高，例如20℃水的飽和蒸汽壓約為0m，意味著絕對壓力值降為0m時(shí)會發(fā)生汽化，而90℃水的飽和蒸汽壓為7m，意味著絕對壓力值降為7m時(shí)會發(fā)生汽化。

通過如上5點(diǎn)，按照下面公式校核系統(tǒng)的汽蝕安全性，不等式成立時(shí)，系統(tǒng)安全，不會發(fā)生汽蝕，不等式不成立時(shí)，系統(tǒng)有汽蝕風(fēng)險(xiǎn)。

最后要說明的是，汽蝕一旦發(fā)生則很難消除，需要改變上式中的一個(gè)或多個(gè)變量才可以，然而系統(tǒng)安裝位置不可改變，所以大氣壓力和安裝高度差基本無法調(diào)整，入口閥門和管路可以嘗試更換更大口徑規(guī)格或拆除過濾器等減少水阻，如果系統(tǒng)允許，也可適當(dāng)降低水溫來降低飽和蒸汽壓，或者更換水泵來降低水泵的汽蝕余量。

Tips：“氣蝕”表述的是氣體（氣泡）消失所對葉片產(chǎn)生的侵蝕損害，而水泵專業(yè)更喜歡用“汽蝕”來描述，這是因?yàn)槲覀兯吹降牟⒉粌H僅是侵蝕損害的時(shí)刻，也看到了損害葉輪的氣體（氣泡）是來自于水的汽化。

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