离心泵如何避免出现水泵气蚀问题

泵叶轮眼部的流通面积通常小于泵吸入管道的流通面积或通过叶轮叶片的流通面积。当被泵送的液体进入离心泵的孔眼时，流动面积的减少导致流速增加，同时压力降低。泵流量越大，泵吸入口与叶轮眼之间的压降越大。如果压降足够大，或者温度足够高，当局部压力低于被泵送流体的饱和压力时，压降可能足以导致液体闪蒸成蒸气。由叶轮眼处的压降形成的任何蒸汽气泡都被流体流动沿着叶轮叶片扫过。当气泡进入远离叶轮叶片的局部压力大于饱和压力的区域时，蒸汽气泡突然破裂。泵中蒸汽气泡的形成和随后破裂的过程称为气穴。

离心泵中的气穴现象对泵的性能有显着影响。气穴现象会降低泵的性能，导致流量和排放压力波动。

气穴现象也会对泵的内部组件造成破坏。当泵发生气穴时，蒸汽气泡会在旋转叶轮叶片正后方的低压区域中形成。然后，这些蒸汽气泡向迎面而来的叶轮叶片移动，在那里它们坍塌并对叶轮叶片的前缘造成物理冲击。这种物理冲击会在叶轮叶片的前缘产生小凹坑。每个单独的凹坑在尺寸上都是微小的，但是在数小时或几天内形成的数百万个这些凹坑的累积效应实际上可以摧毁整个泵叶轮。

气穴现象还会导致泵过度振动，从而损坏泵轴承、磨损环和密封件。

少数离心泵设计用于在无法避免气穴的条件下运行。这些泵必须经过专门设计和维护，以承受运行过程中发生的少量气蚀。大多数离心泵的设计不能承受持续的气蚀。

噪音是离心泵气蚀的迹象之一。气穴泵听起来就像一罐正在摇晃的弹珠。从远程操作站可以观察到的其他指示包括排放压力、流量和泵电机电流的波动。

为避免离心泵出现气穴，泵内所有点的流体压力必须保持在饱和压力以上。用于确定泵送液体压力是否足以避免气穴的量是净正吸入压头（NPSH）。

可用净正吸入压头（NPSHA）是泵吸入口压力与泵送液体饱和压力之间的差值。所需净正吸入压头（NPSHR）是避免气蚀所需的最小净正吸入压头。

避免气蚀必须存在的条件是可用的净正吸头必须大于或等于所需的净正吸头。这个要求可以用公式表述如下。

NPSHA≥NPSHR

NPSHA 的公式可以表示为以下等式。

NPSHA = 抽吸 - 饱和度

当离心泵从油箱或其他储液罐中吸入时，泵吸入口处的压力是罐内液体表面的绝对压力加上罐内液体表面和泵吸入口之间的高差所产生的压力，再减去从罐到泵的吸入管路中由于摩擦而产生的水头损失之和。

NPSHA = Pa + Pst - hf - Psat

NPSHA = 可用的净正吸头

Pa = 液体表面的绝对压力

Pst = 由于液面和泵吸入口之间的高度引起的压力

hf = 泵吸入管道中的水头损失

Psat = 被泵送液体的饱和压力