水泵水轮机的空蚀限制条件

水力机械首先发生空蚀的部位：一是沿叶型表面上的低压区；二是叶片头部与水流发生撞击后的脱流区。水泵水轮机水泵工况时，进口撞击和低压区都发生在叶片进口处，因而水流的动压降较大，空化性能较差；而水轮机工况水流撞击多发生在叶片进口边，叶片低压区发生在出口附近，两者不重叠，因而水流动压降比较缓和，空化性能较好。

另外，从水力机械空化系数的定义上亦可分析在两种工况空化性能上的差别。水泵工况空化系数定义为：

式中，Δh为空蚀裕量，或称为空蚀净正吸上水头，国外通称NPSH；λ1为水流绕流叶片的动压降系数，或称叶栅空化系数；λ2为水流进入叶片以前的综合压降系数。

水轮机工况空化系数可定义为：

式中：λ为叶栅空蚀系数；ηs为尾水管恢复系数。

根据一般研究和试验成果，离心水泵的λ1值一般为0.2～0.4，λ2值一般为1.0～1.4；混流式水轮机的λ值在0.05～0.15之间，ηs值一般为0.6～0.7。因此从以上两式可以看出，如果水泵的进口相对流速w1和绝对流速v2相等，则水泵的空化系数将比水轮机的高出很多，尤其对于高比转速水泵水轮机。因此，水泵工况空化过程是水泵水轮机空化与空蚀特性的关键，是影响转轮叶片设计和机组选型的重要因素，通常将水泵工况的空化特性作为其限制条件。