小课堂离心泵是如何工作的（五）

　　经过前四期视频的学习，相信大家已经对离心泵有了全面的了解。本期视频是离心泵系列课堂的最后一课，将为大家介绍离心泵在工作中可能遇到的问题，欢迎大家观看！
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　　离心泵是如何工作的（五）
　　验证伯努利原理
　　伯努利原理 由瑞士流体物理学家丹尼尔·伯努利于1738年提出，是流体力学的基本方程之一。伯努利原理描述的是在理想流体中，同一流线上任意两点的动能、势能、压能之和是一个常量。
　　通过之前的学习，我们知道液体在通过叶轮、导叶以及蜗壳时，流路面积都会增大，导致液体流速降低、压强上升，这两者的关联性可以通过图中的伯努利原理模拟器来进行验证。可以看到，在水平流线的两处，左侧管道直径较大，右侧管道直径较小。根据流体的连续性原理，管道流量处处相等，由于左侧管道面积更大，左侧流速也相应地低于右侧流速，即左侧流体动能低于右侧。
　　此外，由于管道水平，流线上各处势能相等。那么根据伯努利原理，我们得到左侧流体的压力能大于右侧，这与模拟器中的结果是相符的。
　　气缚现象
　　气缚现象 即泵内未充液或存有气体，从而导致离心泵启动后无法正常泵送液体。我们知道离心泵是依靠泵入口至叶轮眼处的压差来吸入液体的，只有当压差足够大，液体才会源源不断地进入叶轮眼，发生离心运动。
　　由于气体的密度远小于液体，为了防止气缚现象的产生，我们在启动泵前首先需要关闭出口阀，让泵内充满液体以便排出空气并形成真空。泵顺利启动后，我们再缓缓打开出口阀，这有利于减小电机启动电流，使泵顺利启动，以免发生气缚。
　　汽蚀现象与汽蚀余量
　　离心泵的目的是将液体泵送至高处，如果安装高度过高，就会产生汽蚀现象 。汽蚀现象的成因是泵中液体的局部压力过低，降低至其饱和蒸汽压以下，此时液体会在泵的入口处汽化，以气泡的形式进入泵内，并在高压区被高压液体压碎，产生高频冲击。
　　离心泵的汽蚀常见于叶轮眼边缘、过流部件等局部低压或负压处，根据发生部位的不同可以分为叶面汽蚀 、间隙汽蚀 、涡带汽蚀 、粗糙汽蚀 四种。
　　除了高压液体冲击产生的机械剥蚀之外，由于液体汽化时会放出热量，在温差电池的作用下发生水解，产生的氧气也会使泵体发生电化学腐蚀，导致泵的性能和寿命降低。
　　为了防止汽蚀发生，通常使用汽蚀余量 来对泵的安装高度进行控制。液体在泵入口处的机械能超出其在工作温度与饱和蒸汽压条件下汽化的势能量，称为实际汽蚀余量 ，又叫装置汽蚀余量 (NPSHa)，显然它的入口压强应当高于某个最小值，在最小压强下泵处于发生汽蚀的临界状态，对应临界汽蚀余量 (NPSHc)，它只和泵的尺寸结构有关，属于泵的特性之一。
　　实际工作场景下，泵内通常会有额外的负压段。根据相关标准，我们将测定的临界汽蚀加上一定的安全量（通常是0.5-1m）作为必需汽蚀余量 (NPSHr)，并列入泵的产品样本。需要说明的是，必需汽蚀余量与流量有关，需要以使用过程中可能达到的最大流量进行计算。
　　引用
　　https://www.youtube.com/watch?v=WUal9LXc0iM
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