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深圳计为自动化技术有限公司
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一
离心泵的工作原理
离心泵在启动前，必须先将泵体充满液体。
当叶轮旋转时，液体在离心力作用下被甩向叶轮外缘，获得动能并通过出口排出；
与此同时，叶轮中心区域压力下降，形成负压（接近真空），外部液体在大气压作用下不断被压入叶轮中心，从而实现“吸入—增压—排出”的连续循环。
简而言之：叶轮旋转→形成负压→液体被吸入并加压排出。
二
汽蚀的形成机理
当泵内某处压力（如叶轮进口P₁点）低于液体的饱和蒸汽压时，液体会迅速汽化，产生大量气泡。气泡随流进入高压区后破裂，形成强烈的液体冲击。
汽蚀的形成过程：当液体局部压力低于饱和蒸汽压时，液体开始汽化并产生气泡；这些气泡随液流进入高压区后迅速破裂，蒸汽凝结消失形成微小真空，周围液体高速冲入产生高频高压冲击，最终在叶轮表面造成麻点、凹坑、蜂窝状破坏，并伴随强烈的振动和噪声。
三
汽蚀的危害
汽蚀不仅产生强烈噪音和震动，还会造成金属的机械冲击疲劳与化学腐蚀。气泡破裂瞬间压力可达数百兆帕，冲击金属表面，使叶轮表层剥落；同时蒸汽凝结放热，释放氧气，加速金属氧化腐蚀。
常见受损部位包括：
叶轮进口和出口边缘；
泵壳进口；
导轮及蜗壳过流面。
初期出现麻点，后期发展为沟槽、蜂窝状凹坑，严重时甚至导致叶轮穿孔或断裂。
四
饱和蒸汽压与汽蚀的关系
饱和蒸汽压是液体与蒸汽在平衡状态下的气体压强。温度越高，饱和蒸汽压越大。
举例：水在100°C时的饱和蒸汽压为101.3kPa（即一个大气压）；当压力降低至2.3kPa时，水在20°C即可汽化。
因此，压力越低，液体越容易汽化。这正是离心泵在叶轮进口区容易发生汽蚀的根本原因。
五
NPSH是什么？
离心泵中，判断是否会发生汽蚀的关键是有效汽蚀余量NPSHa与必须汽蚀余量NPSHr。
1、有效汽蚀余量NPSHa
NPSHa=Pc/ρg−Hg−Hc−Pv/ρg
其中：
Pc：液面上气体压力；
Hg：吸上几何高度；
Hc：吸入管路损失；
Pv：液体饱和蒸汽压。
经验值：常见离心泵NPSHa≈8.3m水柱。 若该值过低，就可能进入汽蚀区。
2、怎么确定必须汽蚀余量NPSHr？
NPSHr（RequiredNPSH）是泵在特定流量下，为防止扬程下降或出现气蚀而要求的最小吸入能头。
它不是理论计算得出，而是通过实验确定的：
在试验台上逐步降低泵进口压力；
当泵扬程下降3%或出现明显气蚀声时，记录此时的NPSH；
该数值即为NPSHr。
因此，NPSHr是泵的固有特性，由制造厂提供，不同型号泵差异明显。
必须满足以下条件：
NPSHa>NPSHr+0.51.0m
即：有效余量必须大于必须余量，并保留安全裕度。
3、吸入口压力的安全下限
在实际运行中，只要泵进口端压力不低于—0.05MPa（约为绝对压力96kPa），且系统处于满液状态，通常不会产生汽蚀。
若进口端真空度超过此限（即压力更低），流体极易汽化，形成气泡。
六
防止汽蚀的有效措施
降低液体温度，减小饱和蒸汽压；
减小吸上高度或改为灌注吸入，提高入口压力；
优化吸入管路，使用光滑、短直、直径较大的吸入管，减少局部损失；
调整运行工况，降低转速或流量，避免超负荷运行；
提高抗蚀能力：
改进叶轮入口结构（加大进口直径、优化叶片曲率、加装诱导轮）；
选用抗蚀材料（如铝铁青铜、2Gr13、不锈钢、高镍铬合金、稀土铸铁等）；
保持叶轮表面光洁，避免湍流与冲蚀集中。
七
总结与实用建议
汽蚀是离心泵中常见且危害性极高的现象，其根本原因在于吸入口局部压力低于液体饱和蒸汽压。要防止汽蚀，应做到：
结构合理：优化叶轮进口设计；
运行安全：确保吸入口压力≥—0.05MPa（满液条件）；
参数匹配：始终保持NPSHa>NPSHr+安全余量；
材料可靠：选用高耐蚀金属并保持表面光滑。
牢记两条核心原则：
NPSHa>NPSHr+0.5~1m
吸入口压力≥—0.05MPa（且满液）
做到这两点，汽蚀就能得到有效控制。
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PROFILE
计为技术工程师
陈工
陈工，是计为自动化资深工程师，长期专注于液位测量设备的现场应用与技术改进，具备丰富的工程实践经验。曾多次参与石化、电力等行业项目，对雷达液位计、磁翻板液位计等仪表的选型、安装与故障分析有深入研究，尤其擅长解决密封、振动、温差等极端工况下的安装问题，帮助客户提升系统稳定性与测量可靠性。
计为专注于物位测量仪表的研发与生产，提供可靠的自动化解决方案。拥有50+项国家专利，荣获国家高新技术企业认证。
封面丨小黄
文字丨陈工
图片丨阿刀
审核丨小田
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