汽蚀涉及的范围非常广泛，在水力机械，造船和水利等方面都要对此问题的机理和防止措施进行研究。对于流体机械，特别是工作对象是液体的流体机械，汽蚀是流体机械向高速化方向发展的一大障碍。因此，我们需对汽蚀问题持足够的重视态度。


一、汽蚀现象及其对泵工作的影响
 
1、汽蚀现象水和汽可以互相转化，这是液体所固有的物理特性，而温度和压力则是造成它们转化的条件。人们知道，0.1MPa大气压力下的水，当温度上升到100℃时，就开始汽化。但在高山上，由于气压较低，水不到100℃时就开始汽化。如果使水的某一温度保持不变，逐渐降低液面上的压力，，当该压力降低到某数值时，水同样也会发生汽化，把这个压力称为水在该温度下的汽化压力，用符号Pv表示。如当水温为20℃时，其相位的汽化压力为2。4kPa。如果在流动过程中，某一局部地区的压力等于或低于与水温相对应的汽化压力时水就在该处发生汽化。汽化发生后，就有大量的蒸汽及溶解在水中的气体逸出，形成许多蒸汽与气体混合的小汽泡。当汽泡随同水流从低压区流向高压区时，汽泡在高压的作用下，迅速凝结而破裂，在汽泡破裂的瞬间，产生局部空穴，高压水以极高的速度流向这些原汽泡占有的空间，形成一个冲击力。由于汽泡中的气体和蒸汽来不及在瞬间全部溶解和凝结，因此，在冲击的作用下又分成小汽泡，再被高压水压缩，凝结，如此形成多次反复，在流道表面形成极微小的冲蚀。冲击力形成的压力可高达几百甚至上千MPa，冲击频率可达每秒几万次。流道材料表面在水击压力作用下，形成疲劳而遭到严重破坏，从开始的点蚀到严重的蜂窝状空洞，最后甚至把材料壁面蚀穿，通常把这种破坏现象称为剥蚀。另外，由液体中逸出的氧气等活性气体，借助汽泡凝结时放出的热量，也会对金属起化学腐蚀作用。这种汽泡的形成发展和破裂以致材料受到破坏的全部过程，称为汽蚀现象(cavitation)。汽蚀表面现象汽蚀后的叶轮汽蚀通常发生的部位。
 





2、汽蚀对泵工作的影响由以上分析可知，在流动过程中，如果出现了局部的压力降，
且该处压力降低到等于或低于水温对应下的汽化压力时，则水发生汽化。开始发生汽化时，因为只有少量汽泡，叶轮流道堵塞不严重，对泵的正常工作没有明显影响，泵的外部性能也没有明显变化。这种尚未影响到泵外部性能时的汽蚀称为潜伏汽蚀(latent cavitation)。泵长期在潜伏汽蚀工况下工作时，泵的材料仍要受到剥蚀，影响它的使用寿命。当汽化发展到一定程度时，汽泡大量聚集，叶轮流道被汽泡严重堵塞，致使汽蚀进一步发展，影响到泵的外部特性，导致泵难以维持正常运行。综上所述，汽蚀对泵产生了诸多有害的影响。(1)材料破坏汽蚀发生时，由于机械剥蚀与化学腐蚀的共同作用，致使材料受到破坏。(2)噪声和振动汽蚀发生时，不仅使材料受到破坏，而且还会出现噪声和振动。汽泡破裂和高速冲击会引起严重的噪声。但是，在工厂由于其他来源的噪声已相当高，一般情况下，往往感觉不到汽蚀所产生的噪声。其次，汽蚀过程本身是一种反复凝结，冲击的过程，伴随很大的脉动力。如果这些脉动力的某一频率与设备的自然频率相等，就会引起强烈的振动。(3)性能下降汽蚀发展严重时，大量汽泡的存在会堵塞流道的截面，减少流体从叶轮获得的能量，导致扬程下降，效率也相应降低。这时，泵的外部性能有明显的变化。这种变化，对于不同比转数的泵情况不同。对于一具体的泵的管路系统，通过阀门调节流量，当调整到某一工况，如果继续开大阀门，流量进一步有所增加时，扬程则急剧减小，这表明已经达到致使水泵不能工作的严重程度。这一工况，称为断裂工况(shut off operation point)。
 
二、泵与风机安装高度的确定
 
1、吸上真空高度Hs(suction head)
由于汽蚀的原因，如果某泵几何安装高度不合适，会限制流量的增加，从而导致性能达不到设计要求。因此，正确的确定泵的机和安装高度是保证泵在设计工况下工作时不发生汽蚀的重要条件。中小型卧式离心泵的几何安装高度如图3-1所示。立式离心泵的几何安装高度是指级工作叶轮进口边的中心线至吸水池液面的垂直距离。对于大型泵则应按叶轮入口边点来决定几何安装高度。在泵样本中，有一项性能指标，叫作允许吸上真空高度，用符号表示，这项性能指标和泵的几何安装高度有关。几何安装高度就是根据这一数值计算确定的，允许吸上真空高度和几何安装高度之间的关系可进行讨论。流体在旋转叶轮中受离心力的作用被甩出叶轮，这时在叶轮入口处就形成了真空，于是水池中液体就在液面压力作用下经吸水管路进入泵内。式中Hg-几何安装高度，m;Pe-吸水池液面压力，pa;Ps-泵吸入口压力，pa;vs-泵吸入口平均速度，m/s;hw-吸入管路中的流动损失，m;ρ-流体密度，kg/m3。上式中，若等于大气压，则前两项之差称为吸上真空高度。在发生断裂工况时的，称为吸上真空高度或临界吸上真空高度。吸上真空高度是由试验确定的。
2、汽蚀余量△h
汽蚀余量△h是另一个表示泵汽蚀性能的参数，也可用NPSH表示(Net Positive Suction
Head)。汽蚀余量又分为有效汽蚀余量△ha，或[NPSH]a和必需汽蚀△hr或[NPSH]s。按照吸入装置条件所确定的汽蚀余量称为有效的汽蚀余量或称装置汽蚀余量，用△ha表示。由泵本身的汽蚀性能所确定的汽蚀余量称为必需汽蚀余量或泵的汽蚀余量，用△hr表示。1，有效汽蚀余量△ha有效汽蚀余量△ha，是指泵在吸入口处，单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量。即液体所具有的避免泵发生汽化的能量。有效汽蚀余量△ha，由吸入系统的装置条件确定，与泵本身无关。






 
三，提高泵抗汽蚀性能的措施
 
综上所述，泵是否发生汽蚀，是由泵本身的汽蚀性能和吸入系统的装置条件来确定的。因此，提高泵本身的抗汽蚀性能，尽可能减小必需汽蚀余量△hr，以及合理的确定吸入系统装置，以提高有效汽蚀余量△ha，一般采用以下的措施。
1、提高泵本身的抗汽蚀性能
◎、降低叶轮入口部分流速改进入口几何尺寸，可以提高泵的抗汽蚀性能，一般采用两
种方法:，适当增大叶轮入口直径D0;，增大叶片入口边宽度b1。如图3-6所(a)(b)示。也有同时采用这两种方法的，但均有一定限度，否则将影响泵效率。
◎、采用双吸式叶轮国产125MW和300MW机组的给水泵，首级叶轮都采用的双吸式叶轮。(3)增加叶轮前盖板转弯处的曲率半径这样可以减小局部阻力损失。
◎、叶片进口边适当加长即向吸入方向延伸，并作成扭曲形。
◎、首级叶轮采用抗汽蚀性能好的材料如采用镍铬的不锈钢，铝青铜，磷青铜等。
2、提高吸入系统装置的有效汽蚀余量△ha(
◎、减小吸入管路的流动损失即可适当加大吸入管直径，尽量减少管路附件，如弯头，
阀门等，并使吸入管长最短。
◎、合理确定两个高度即几何安装高度及倒灌高度。
◎、采用诱导轮诱导轮是与主叶轮同轴安装的一个类似轴流式的叶轮，其叶片是螺旋形的，叶片安装角小，一般取10o～12o，叶片数较少，仅2～3片，而且轮毂直径较小，因此流道宽而长。主叶轮前装诱导轮，使液体通过诱导轮升压后流入主叶轮(多级泵为首级叶轮)。因而提高了主叶轮的有效汽蚀余量，改善了泵的汽蚀性能。
3、采用双重翼叶轮双重翼叶轮由前置叶轮和后置离心叶轮组成，前置叶轮有2～3个叶
片，呈斜流形，与诱导轮相比。其主要优点是轴向尺寸小，结构简单，且不存在诱导轮与主叶轮配合不好，而导致效率下降的问题。所以，双重翼离心泵不会降低泵的性能，却使泵的抗汽蚀性能大为改善。
4、采用超汽蚀泵近年来，发展了一种超汽蚀泵，在主叶轮之前装一个类似于轴流式的的超汽蚀叶轮，如图3-9所示，其叶片采用了薄而尖的超汽蚀翼型，如图3-10所示，使其诱发一种固定型的汽泡。覆盖整个翼型叶片背面，并扩展到后部，与原来叶片的翼型和空穴组成了新的翼型。其优点是汽泡保护了叶片，避免汽蚀并在叶片后部溃灭，因而不损坏叶片。
5、设置前置泵随着单机容量的提高，锅炉给水泵的水温和转速也将随之增加，则要求泵入口有更大的有效汽蚀余量。为此，除氧器的倒灌高度随之增加。而除氧器装置高度过高，不仅造成安装上的许多困难，同时也不经济。所以目前国内外对大容量的锅炉给水泵，广泛采用在给水泵前装置低速前置泵，使给水经前置泵升压后再进入给水泵，从而提高了泵的有效汽蚀余量，改善了给水泵的汽蚀性能;同时除氧器的安装高度也大为降低。这是防止给水泵产生汽蚀，简单而又可靠的一种方法。http://www.zhsysb.com