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击，压力达49MPa，致使金属表而出现麻点以至穿孔。严重时金属晶粒松动并剥落而呈现出蜂巢状。汽蚀破坏除机械力作用外还伴有电解、化学腐蚀等多种很复杂的作用。
实践证明，汽蚀腐蚀破坏的部位，正是气泡消失之处。所以常常在叶轮出口和压水室进口部位发现破坏痕迹。但是，不能忘记汽蚀的发源地是在叶轮进口处。欲根治汽蚀必须防止在叶轮进口产生气泡。泵内部流动方向急剧变化、液流角度和叶片角度不一致或断面突然变化处，如产生局部汽蚀，则在此稍后部位往往出现汽蚀破坏。在叶片进口低压部分发生的气泡，并不在稍后处消失，一般在叶轮出口处以至壳体中破裂。高速轴流泵和斜流泵，通常在叶片背而和外用出现破坏。
图4—2所示的是泵过流部件汽蚀破坏的典型部位。 3．性能下降 泵汽蚀时叶轮内液体的能量交换受到干扰和破坏，在外特性上的表现是流量—扬程曲线、流量一轴功率曲线、流量—效率曲线下降，严重时会使泵中的液流中断，不能工作。应当指出，泵发生汽蚀的初生阶段，持性曲线并无明显变化，有时因产生的气泡覆盖过流部分表面，形成光滑层而使泵效率稍有提高。泵的持性曲线山现明显变化时，汽蚀已发展到一定程度。
不同比转数的泵，由汽蚀引起性能下降的形式不同。低比转数泵，由于叶片间流道窄而长，故一旦发生汽蚀，气泡易于充满整个流道，因而性能曲线呈突然下降的形式。随着比转数增大，叶道向宽而短的趋势变化，因而气泡从发生发展到充满整个流道需要一个过渡过程，相应的泵的性能曲线开始是缓慢下降。之后增加到某一流量时才表现为急剧下降。轴流泵叶片少，叶片间重叠小，总有一部分处于高压作用，因而性能曲线在整个范围内只是缓慢下降。在多级泵中，因汽蚀发生在首级，所以性能曲线下降比单级泵小。
4.2 泵发生汽蚀条件的理论关系——汽蚀基本方程式（不考推导）
一台泵在运转中发生了汽蚀，但在完全相同条件下，换上另一台泵就可能不发生汽蚀，这说明泵是否发生汽蚀和泵本身的抗汽蚀性能有关。反之，同一台泵在某一条件下(如吸上高度7m)使用发生汽蚀，在改亚使用条件(吸上高度5m)则不发生汽蚀，这说明泵是否发生汽蚀还与使用条件有关。可见，泵发生汽蚀的条件是由泵本身和吸入装置两方面决定的。为此，研究汽蚀发生的条件，应从泵本身和吸人变置双方面考虑。泵本身和吸入装置是既有区
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别又有联系的两个部分，从结构上看，吸人装置是指吸入液面到泵进口(指泵进口法兰处)前的部分，泵进口以后一直到泵出口为泵本身。可见，泵进口法兰是二者联系的桥梁。从流动方面看，液体从吸人装置连续流人泵内，但二者中的流动情况又各不相同。下面就从既有联系又有区别的这两方面着手，推导出泵发生汽蚀的理论关系， 即汽蚀基本方程式。
泵是用来增加液体压力的机器。液体从叶轮进口到出口，压力逐渐增加。但是由于叶片进口绕流的影响，泵内的最低压力点通常发生在叶片背面进口稍后处，如图4—4中靠前盖板的k点。这是因为此处和进口其它处相比半径大，因而圆周速度大。由速度三角形可知，相对速度相应变大，进口压力损失和绕流引起的压降就相应变大。另外，此处位于流运转弯的内壁，由液体转弯时离心力效应，此处流速大，压力低。假如k点的压力等于汽化压力pv，则泵发生汽蚀。故pk?pv是泵发生汽蚀的界限。
泵之所以能吸上液体，是因为叶轮旋转，在叶轮进口造成真空，吸人液面的压力pc把液体压入泵的结果。即外因(pc)通过内因(真空)而起作用，二者缺一不可。若pc减去从吸人液面到k点的全部压力降，所得压力pk小于汽化压力pv，泵就会发生汽蚀。
现分别进行研究，首先确定泵进口s处的压力ps，列c断面和s断面的伯努利方程。
22pcpsvspspcvs ????hg?hc?s，???hg?hc?s （4-1）
?g?g2g?g?g2g由此可知、在吸人装置中的压降是由下
述因素造成的。即
1 吸上高度hs
2 吸入装置的全部水力损失hc-s
vs23 建立泵进口速度头
2g对s点和0点列绝对运动伯努利方程
22psvsp0v0??zs???hs-0?z0?g2g?g2g
（4-2）
对0点和k点列相对运动伯努利方程
2222p0w0u0pkwkuk???z0????zk?h0-k（4-3） ?g2g2g?g2g2gp由式（4-3）求得0?z0代入式（4-2）得
?g222222psvspkwkukw0u0v0??zs????zk?h0-k????hs-0 ?g2g?g2g2g2g2g2g222222psvspkv0wk?w0u0-uk即 ??????(zk?zs)?hs-k （4-4）
?g2g?g2g2g2g 22
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从泵进口s到k点的压力降
222w22ps?pkv0-vsw0u0-ukk2??[()-1]??(zk?zs)?hs-k (4-5) ?g2g2gw02gw2令??(k)-1，并称其为叶片进口绕流压降系数。
w0由上式可知，从泵进口到k点液体流动过程中的压力降是由下列因素造成的 1． v0和vs之差。如v0大于vs，造成压力下降；若v0小于vs，则引起压力升高。 2. 叶片进口绕流引起的压降
3．k点圆周速度大于0点圆周速度引起的压力上升，因相差很小，通常不予考虑
4．泵进口s点到k点的垂直高度引起的压力下降，对于小泵可以不予考虑，对于大泵则不应忽略。
5．泵进口到k点的水力损失引起压力下降，很小通常可不考虑。
设pk?pv，在通常情况下，式(4—5)可简化成
222psvspvv0w0??????g2g?g2g2g
(4-6)
令左边三项为NPSH，并称为汽蚀余量。右边两项(精确讲应包括简化忽略的各项)为NPSHr并称为泵汽蚀余量。用装置参数表示的汽蚀余量NPSH称为装置汽蚀余量，用NPSHa表示，即
222v0w0psvspvNPSH=，NPSHr? （4-7） ?????g2g?g2g2g由（4-1）式可得
2psvspppNPSHa=??v?c?hg?hc?s?v (4-8)
?g2g?g?g?g装置汽蚀余量又称为有效的汽蚀余量。装置汽蚀余量是由吸人装置提供的，在泵进口处
单位重量液体具有的超过汽化压力水头的富余能量。国外称此为有效的净正吸头，即泵进口处(位置水头为零)液体具有的全水头减去汽化压力水头净剩的值，用NPSHa表示。所谓有效的就是装置提供给泵有效的利用，净是指去掉了汽化压力水头，正是说明该值永为正值，如果是负值，液体在泵进口的压力就小于汽化压力了，这样在泵进口法兰处就汽蚀了。
NPSHa的大小与装置参数及液体性质有关。因为吸入装置的水力损失和流量平方成正比。式(4-8)中的
pcp,hg,v是常数，所以NPSHa随流量增加而减小。NPSHa一q曲线是下?g?g降的曲线(图5)。
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22v0w0泵汽蚀余量NPSHr???2g2g和泵内流动情况有关，是由泵本身决定的。
NPSHr表征泵进口部分的压力降，也就是为了保证泵不发生汽蚀，要求在泵进口处单位重量液体具有超过汽化压力水头的富余能量。即要求装置提供的最小装置汽蚀余量。国外称此为必需的净正吸头。泵汽蚀余量的物理意义表示液体在泵进口部分
压力下降的程度。所谓必需的净正吸头，是指要求吸入装置必须提供这么大的净正吸头，方能补偿压力降，保证泵不发生汽蚀。
泵汽蚀余量与装置参数无关，只与泵进口部分的运动参数（v0,w0,wk）有关。运动参数在一定转速和流量下是由几何参数决定的。这就是说NPSH r是由泵本身(吸水室和叶轮进口部分的几何参数)决定的。对既定的泵，不论何种液体(除粘性很大、影响速度分布外)，在一定转速和流量下流过泵进口。因速度大小相同故均有相同的压力降，NPSHr相同。所以NPSHr和液体的性质无关(不考虑热力学因素)。NPsH r越小、表示压力降小，要求装置必须提供的NPSHa小，因而泵的抗汽蚀性能越好。
因为v0和w0随流量的增加而增加，故NPSH r与流量q的关系曲线是上升的曲线。 式(4—6)是泵发生汽蚀条件的物理表达式。称为汽蚀基本方程式。在一定流量下，NPSHr为定值，p v为定值，如果改变p s使得：
pk?pv，NPSHa=NPSHr 泵汽蚀 pk?pv，NPSHa
可能提出这样的问题，汽蚀与否和最低压力点的静压力pk的大小有关，为什么在泵汽蚀余量中引入速度头一项呢?这是因为泵进口速度一般和叶片进口前的速度v0不相等。如
v0?vs，速度增加将引起压力下降，结果使k点的压力降低。反之，如v0?vs，将使k点
的压力增加。因此，把vs放在NPSHa内，把v0放在NPSHr内，就相当于在汽蚀基本方程中考虑了两者大小不同对k点压力的影响。由式(4—5)可以看出，泵汽蚀余量表征液体在泵的进口部分的压力下降的程度，但是在数值上等于压力降和进口速度头之和。
汽蚀余量对于泵的设计、试验和使用那是十分重要的汽蚀基本参数。设计泵时根据对汽蚀性能的要求设计泵，如果用户给定了具体使用条件，则设计泵的汽蚀余量NPSHr必须小于按使用条件确定的装置汽蚀余量NPSHa。欲提高泵的汽蚀性能，应尽量减小NPSHr。泵试验时，通过汽蚀试验验证NPSHr，这是确定NPSHr唯一可靠的方法。它一方面可以验证泵是否达到设计的NPSH r值，另一方面，考虑一个安全余量，得到许用汽蚀余量[NPSH]，作为用户确定几何安装高度的依据。可见，正确地理解和确定汽蚀余量是十分重要的。
为了深入理解汽蚀的概念，应区分以下几种汽蚀余量：
1．NPSHa—装置汽蚀余量又叫有效的汽蚀余量，是由吸人装置提供的，NPSHa越大泵越不容易发生汽蚀；
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2．NPSHr—泵汽蚀余量又叫必需的汽蚀余量，是规定泵要达到的汽蚀性能参数。NPSHr越小，泵的抗汽蚀性能越好；
3．NPSHt—试验汽蚀余量，是汽蚀试验时计算出的值，试验汽蚀余量有任意多个，但对应泵性能下降一定值的试验汽蚀余量只有一个，称为临界汽蚀余量。用NPSHc表示。 4．[NPSH]—许用汽蚀余量。这是确定泵使用条件(如安装高度)用的汽蚀余量，它应大于临界汽蚀余量，以保证泵运行时不发生汽蚀，通常取[NPSH]＝(1.1—l.5) NPSHc，或[NPSH]＝NPSHc+k k是安全值。
这些汽蚀余量有如下关系
NPSHc< NPSHr<[NPSH]< NPSHa
9. 汽蚀相似定律；汽蚀比转速及其应用
9.1 叶片泵的汽蚀相似定律
一、汽蚀相似定律
由上述可知，NPSHr表示某一台既定泵的汽蚀性能。在此基础上可以找到一系列几何相似的泵在相似工况下汽蚀性能之间的关系，这种关系就是汽蚀相似定律。汽蚀相似定律用来解决相似泵(不同转速、尺寸)间汽蚀余量NPSHr之间的换算问题。
对于几何相似、在相似工况下工作的模型泵(用下标M表示)和实型泵对应点的速度比
22v0w0值λ相同， 由 NPSHr?，可以写成 ??2g2g22222??w0)MuM(NPSHr)M(v0DMnM???
22222NPSHrv0??w0uDn22(NPSHr)MDMn?2M即 （4-9）
2NPSHrDn式(4—9)就是汽蚀相似定律的表达式。几何相似的泵，在相似工况下，模型泵和实型泵
的汽蚀余量之比等于模型泵和实型泵的转速和尺寸乘积的平方比。
当转速和尺寸相差不大时，相似定律换算结果较为准确。当转速和尺寸相差较大时，换算的NPSH r与实际误差较大。
二、汽蚀比转数C
与比转数类似，可以推导出泵汽蚀相似准则——汽蚀比转数C。对于几何相似的泵，在相似工况下由汽蚀相似定律，得
NPSHr(Dn)2?常数
qDn3由泵相似定律，
?常数
以上两式加以适当变化、消去尺寸参数，得
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