什麼是泵的氣蝕現象
氣蝕是流體流動系統中發生的一種現象，與泵的運行尤其相關。
當流體中的壓力低於其蒸氣壓時，就會發生氣蝕，導致流體蒸發並形成氣泡或空腔。 然後，這些蒸汽泡隨著流體流向高壓區域，並在那裡破裂或內爆。
這些氣泡的破裂可能會導致嚴重的問題。 它會產生強烈的衝擊波，可能會導致泵部件表面（尤其是葉輪葉片）出現點蝕和腐蝕。 隨著時間的推移，這種氣蝕損壞會導致效率降低、振動和噪音增加，並最終導致泵故障。
當可用淨正吸頭 (NPSHA)（衡量流體進入泵時所經歷的壓力的指標）低於所需淨正吸頭 (NPSHR)（最低值）時，泵中最有可能發生氣穴現象避免氣蝕所需的壓力，由泵製造商指定。
為了防止氣蝕，正確設計和操作泵送系統非常重要，這樣流體的壓力永遠不會低於其蒸氣壓。 這可能涉及調整泵的工作點、增加泵吸入口處液體的蒸氣壓、降低流體的溫度（從而降低其溫度） 汽 壓力），或選擇 NPSHR 較低的泵。
泵氣蝕原因
泵的氣蝕是由多個相互關聯的因素引起的。 以下是主要原因：
1. 淨正吸頭（NPSH）不足
這是泵氣蝕的最常見原因。 NPSH 是泵入口處的壓力與泵送流體的蒸氣壓之間的差值。 當 NPSH 太低時，流體壓力會降至其蒸氣壓以下，導致流體蒸發並形成氣泡。
2、泵選型不當
選擇不適合應用的泵也會導致氣蝕。 如果泵的設計不能處理特定的流量、壓力、溫度或泵送流體的類型，則可能會發生氣蝕。
3. 高抽速
以過高的速度運行泵會降低泵入口的壓力，導致氣蝕。
4. 管道佈局不良
泵吸入側的管道設計可以顯著影響氣蝕的發生。 如果管道太長、有太多彎曲或限制，或者直徑太小，可能會導致壓力下降並導致氣蝕。
5. 流體溫度
流體的蒸氣壓隨著溫度的升高而增加。 因此，如果流體的溫度太高，它就更有可能蒸發並引起空化。
6. 泵的磨損和損壞
隨著時間的推移，泵葉輪、殼體或密封件的磨損會改變泵內的流動特性，增加氣蝕的風險。
防止泵氣蝕
防止泵氣蝕需要全面了解系統設計、正確的泵選擇和適當的操作實踐。 以下是需要考慮的幾項措施：
確保足夠的淨正吸頭 (NPSH)
NPSH 是泵入口處的壓力與被泵送流體的蒸氣壓之間的差值。 您應始終確保系統中可用的 NPSH 大於泵所需的 NPSH。 這可以防止流體壓力降至其蒸氣壓以下並防止氣蝕。
正確的泵選擇
選擇適合特定應用的泵。 這包括考慮流量、壓力、溫度和泵送流體類型等因素。 泵所需的 NPSH 應低於系統中可用的 NPSH。
控制抽速
在建議的速度範圍內運行泵將有助於防止入口壓力下降得太低。
優化管道設計
管道系統的設計，特別是泵吸入側的設計，對於防止氣蝕起著至關重要的作用。 避免使用長吸入管線、過多的彎頭和可能導致壓力下降的限制性組件。
控制流體溫度
流體的蒸氣壓隨著溫度的升高而增加，更容易發生氣蝕。 如果可能，控制流體的溫度，使其保持在泵入口壓力下的沸點以下。
泵氣蝕的基本關係
泵發生氣蝕的條件是由泵本身和吸入裝置共同決定的。 因此，研究泵發生汽蝕的條件，既要考慮泵本身，又要考慮吸入裝置。 泵汽蝕的基本關係為
NPSHc ≤ NPSHr ≤ [NPSH] ≤ NPSHa
NPSHa=NPSHr(NPSHc)——泵開始出現氣蝕
NPSHa NPSHa>NPSHr(NPSHc)——泵無汽蝕
式中，NPSHa：設備的汽蝕餘量又稱有效汽蝕餘量。 該值越大，發生氣蝕的可能性越小。 如果要提高設備的NPSH，只能在大氣壓力和水溫恆定的情況下提高泵的進口壓力。
NPSHr：泵的汽蝕餘量，又稱必要汽蝕餘量或泵進口處的動壓降，值越小，抗汽蝕性能越好。
NPSHc——臨界汽蝕餘量，是指泵性能下降一定值時對應的汽蝕餘量。
[NPSH]——許用汽蝕餘量，是用來確定泵的使用工況的汽蝕餘量，通常取[NPSH]=(1.1～1.5)NPSHc。
設備 NPSH 的計算
NPSHa＝Pc/ρg－hg－hc－Pv/ρg（吸入）
NPSHa=Pc/ρg+hg-hc-Pv/ρg（回流）
式中：NPSHa——裝置的NPSH（m）；
Pc/ρg——吸入液面絕對壓頭（m）；
Pv/ρg——液體溫度下的汽化壓頭（m）；
Pc——封閉系統吸入液面的絕對壓力（Pa）；
Pv——液體溫度下的汽化壓力（Pa）；
（開放系統進水面壓力為大氣壓Pa，其中Pc=Pa）
hg——泵吸入口幾何高度（m）； （進水口液面至泵葉輪基準面的垂直高度）
hc——泵吸入系統裝置阻力損失揚程（m）； （包括局部損失和沿途損失
過程損失）
ρ – 液體 密度; (公斤/立方米)
g——重力加速度9.8（m/s2）
式中裝置參數Pc、hg、hc，開放系統中的水位為正常大氣壓條件下的Pa，與當地海拔有關。 液體的性質Pv和ρ與液體的溫度有關，Pv可以在手冊中查到。 因此，對於同一吸氣系統裝置，在不同海拔高度或不同輸送液體溫度下，其NPSHa值是不同的。
水泵安裝高度的計算
泵的安裝高度必須符合設備提供的NPSH值。 安裝高度的計算公式為：
H≤HA-HV-NPSHR-△hs-0.5，
在公式：
HA：被抽液體（液柱）的液面壓力；
HV：被抽液體（液柱）的汽化壓力；
NPSHR：泵必要的NPSH；
△hs：吸入管道的總阻力損失，單位為m。
