第四章水力机械空化与空蚀

第四章水力机械空化与空蚀

§4-1 汽蚀现象 在某个温度下，压力低到某一值时，液体发生汽化，此压力称为该温度下的汽化压力，一般用pv表示。液体流动过程中，如果某一部位的压力低于某一临界压力（一般情况，该临界压力与水的汽化压力接近）时，溶解于水的气体逸出，形成空泡（空穴），当空泡随水流运动到压力较高的地方时，空泡迅速凝结而溃灭。

§ 4-1 汽蚀现象 • 某温度T下→临界压力（Pv一般）→空泡→向高压区移动→溃灭凝结→破坏（疲劳破坏，剥蚀、电化学）→噪音，性能下降。

§ 4-2 汽蚀性能参数 叶栅空化数 • 一、汽蚀余量NPSH • 在泵进口（尾水管出口）所具有的高出汽化压力的富裕（余）能头，其大小以换算到基准面的水柱高表示 • 二、必须汽蚀余量 • 叶轮内压力最低点的压力等于汽化压力时，机器的汽蚀余量 • C0——叶片进口前（水轮机出口）液流的绝对速度 • W0——相对速度 • ——流速分布不均系数。由试验得出，是泵的固有参数

§ 4-2 汽蚀性能参数 ① S-0列能量方程 ② 0-k列相对运动伯努利方程 ③= ①+②- 即：

§ 4-2 汽蚀性能参数 即：当初生空化（出现第一个空化空泡）时要求临界汽蚀余量：效率下降1%~3%时所对应的实际中一般认为：

§ 4-2 汽蚀性能参数 三、有效汽蚀余量（装置汽蚀余量） 1、定义它是装置提供给泵（水轮机）的汽蚀余量 2、表达式：列进水池和水泵进口（水轮机出口）得 3、　　　　的关系 a. 　　与装置无关，　　与装置有关 b. 　　越小，抗汽蚀性能越好四、允许汽蚀余量保证不发生汽蚀的最低汽蚀余量实际中常用　　　代替　　： K—安全余量

§ 4-2 汽蚀性能参数 五、允许吸上真空高[Hs]′ 1、定义：使之不发生气蚀，泵进口（水轮机出口）所允许的最大真空度 2、表达式得得要不发生汽蚀,当时, 有最大值当不是标准状态时必须修正即

进水池面与泵进口列能量方程 § 4-2 汽蚀性能参数六、汽蚀系数水力机械的汽蚀系数装置空化系数(托马系数) 七、安装高度的确定 —压力最低点到进水池面（水轮机下游水面） 1）　　　已知由有效汽蚀余量公式要求水泵不发生汽蚀即得

§ 4-2 汽蚀性能参数 对于水轮机：　　　　　，　　　　　安全系数，比转速愈高　　的值越大，

§ 4-2 汽蚀性能参数

§ 4-2 汽蚀性能参数 2）[Hs] 已知列进水池面与泵进口断面要求

§ 4-2 汽蚀性能参数 a),b),c)为常规泵； d),e),f)为大型泵

§ 4-2 汽蚀性能参数 • 八、汽蚀比转速 • 汽蚀余量或吸上（吸出）真空度（高），只能说明某台机器汽蚀性能的好坏，而不能比较不同机器的汽蚀性能，为此引进包括设计参数在内的综合汽蚀性能相似特征参数——汽蚀比转速C。 • 1、汽蚀相似律 • 由必需汽蚀余量的定义 • 当两台泵进口，几何相似，运动相似则有 • 几何相似时，可以认为 • 由运动相似 • 对于同一台泵，当转速变化时

§ 4-2 汽蚀性能参数 • 2、汽蚀比转速国外采用 • 我国习惯上用水轮机泵

3、说明： • ① 　　大，则C小，抗汽蚀能差 • ② 是设计工况下的参数计算而得 • ③ 有因次 • ④ C值的大小与扬程无关 • ⑤ • 九、空化的防护措施 • 1、从流体机械本身着手 • ①降低　　， • ——加大Ds适当→　　减少，us大　　大 • ——加大bs（进口前伸） • ②双吸叶轮——对于泵 • ③加大下环的锥角和曲率半径——对于低比转速 • ④加工精度 • ⑤诱导轮 • ⑥超空化翼型

§ 4-2 汽蚀性能参数 • 九、空化的防护措施 • 1、从流体机械本身着手 • 2、从装置本身着手

空化的防护措施　（从流体机械本身着手）

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