泵的汽蚀计算与解决方法

化工工程师 2025-11-21

泵的汽蚀是泵内压力低于液体饱和蒸气压引发的剥蚀现象，会影响泵的运行性能。可通过汽蚀余量（NPSHa、NPSHr）计算与控制安装高度防范，叶片式泵和容积式泵在基准面选取、汽蚀参数计算上存在差异，需按对应标准执行。

泵的汽蚀

泵选型设计

泵的汽蚀是由于离心泵的吸上高度过高，使离心泵内压力等于或低于输送液体温度下的饱和蒸气压时，液体气化，气泡形成，破裂等过程中引起的剥蚀现象，称“气蚀”现象。

“气蚀”发生时液体因冲击而产生噪音、振动、使流量减少，甚者无液体排出。为防止“气蚀”现象发生；离心泵的实际安装高度应不高于允许吸上高度。

汽蚀余量

1. 汽蚀余量NPSH

泵吸入口处单位质量液体超出液体汽化压力的富余能量（以米液柱计）称汽蚀余量，其值等于从基准面算起的泵吸入口的总吸入水头（绝对压力，以米液柱计）减去该液体的汽化压力（绝对压力，以米液柱计），即

基准面按以下两种原则选定位置。

①ISO 5199标准、GB 5656标准规定

基准面为通过叶轮叶片进口边的外端所描绘的圆中心的水平面。对于多级泵以第一级叶轮为基准；对于立式双吸泵以上部叶片为基准。

②SH/T 3139、SH/T 3140和API 610标准规定　对卧式泵，其基准面是泵轴中心线；对立式管道泵，其基准面是泵吸入口中心线；对其他立式泵，其基准面是基础的顶面。

2. 装置汽蚀余量NPSH_a

由泵装置系统（以液体在额定流量和正常泵送温度下为准）确定的汽蚀余量，称装置汽蚀余量，也称有效汽蚀余量或可用汽蚀余量（以米液柱计），其大小由吸液管道系统的参数和管道中流量所决定，而与泵的结构无关。

3. 必需汽蚀余量NPSH_r

由泵厂根据试验（通常用20℃的清水在额定流量下测定）确定的汽蚀余量，称泵的必需汽蚀余量（以米液柱计）。

必需汽蚀余量在吸入法兰处测定并换算到基准面。在比较NPSH_a和NPSH_r值时应注意基准面是否一致，如不一致应换算至同一基准面。

4. 泵的安装高度s

泵的安装高度s也称泵的吸液高度，是指泵的基准面至吸入液面之间的高度差。

5. 汽蚀曲线

NPSH_a和NPSH_r均随流量的变化而变化。一般NPSH_r随流量的增加而增大，而NPSH_a则随流量的增加而减小。泵厂提供的泵性能曲线上一般应有NPSH_r-Q曲线。

6. 离心泵的NPSH_a安全裕量S

为确保不发生汽蚀，离心泵的NPSH_a必须有一个安全裕量S，满足NPSH_a-NPSH_r≥S。

对于一般离心泵，S=0.6～1.0m。按SH/T 3139和SH/T 3140规定，卧式泵在额定点的必需汽蚀余量NPSH_r应至少比装置汽蚀余量NPSH_a小0.6m，且不应考虑对烃类液体的修正系数。对于立式筒袋泵及液下泵来说，此限制可以用0.1m代替0.6m。

另外当NPSH_a与NPSH_r的差值小于1.0m，或询价文件/数据表有要求时，应进行NPSH_r试验。

叶片式泵防止汽蚀产生的方法

离心泵（包括其他种类的叶片式泵）工作时不允许汽蚀产生，因此必须保证NPSH_a-NPSH_r>S。当NPSH_a不能满足此要求时，可采取买方（用户）设法提高NPSH_a值，或卖方（泵厂）设法降低NPSH_r值的方法予以解决。

容积式泵和叶片式泵
的汽蚀特性比较

1. 基准面的选取

对转子泵（一般均为卧式泵），基准面是泵轴中心线；而对往复泵（含计量泵），基准面是柱塞（或活塞）中心线。

2. 汽蚀参数计算

对容积式转子泵，其装置汽蚀余量NPSH_a与叶片式泵的NPSH_a计算方法一样。对容积式往复泵，其装置汽蚀余量NPSH_a还应计入加速度头损失H_acc。

加速度头损失产生的原因是吸入管道流量不均匀性。如果吸入管道上装有吸入缓冲罐，可不计加速度头损失。H_acc可按下式计算。

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