泵與風機課件(7)

1、華北電力大學華北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps and FansPumps and Fans主主 編：安連鎖編：安連鎖課件制作：呂玉坤課件制作：呂玉坤華北電力大學華北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps and FansPumps and Fans2 葉片式泵的性能及結(jié)構(gòu)葉片式泵的性能及結(jié)構(gòu) 2-1泵內(nèi)汽蝕泵內(nèi)汽蝕二、對泵運行的危害二、對泵運行的危害三、泵的幾何安裝高度與吸上真空高度的確定三、泵的幾何安裝高度與吸上真空高度的確定一、泵內(nèi)汽蝕現(xiàn)象一、泵內(nèi)汽蝕現(xiàn)象四、汽蝕余量四、汽蝕余量五、汽蝕相

2、似定律及汽蝕比轉(zhuǎn)速五、汽蝕相似定律及汽蝕比轉(zhuǎn)速六、提高泵抗汽蝕性能的措施六、提高泵抗汽蝕性能的措施華北電力大學華北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps and FansPumps and Fans一、泵內(nèi)汽蝕現(xiàn)象一、泵內(nèi)汽蝕現(xiàn)象1 1、形、形 成：成：機械侵蝕機械侵蝕化學腐蝕化學腐蝕內(nèi)向爆炸性冷凝沖擊，微細射流內(nèi)向爆炸性冷凝沖擊，微細射流疲勞破壞疲勞破壞汽泡潰滅汽泡潰滅活性氣體活性氣體凝結(jié)熱凝結(jié)熱腐蝕性破壞腐蝕性破壞汽蝕對泵葉輪的破壞汽蝕對泵葉輪的破壞電廠循環(huán)水泵葉輪汽蝕，工人正電廠循環(huán)水泵葉輪汽蝕，工人正使用高分子鈦合金涂料做葉輪涂層使用高分子

3、鈦合金涂料做葉輪涂層（水力機械的系統(tǒng)和設備）（水力機械的系統(tǒng)和設備）華北電力大學華北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps and FansPumps and Fans一、泵內(nèi)汽蝕現(xiàn)象一、泵內(nèi)汽蝕現(xiàn)象1 1、形、形 成：成：機械侵蝕機械侵蝕化學腐蝕化學腐蝕（水力機械的系統(tǒng)和設備）（水力機械的系統(tǒng)和設備）點蝕點蝕2 2、什么是：汽泡形成、什么是：汽泡形成發(fā)展發(fā)展?jié)鐫邕^流壁面破壞的全過程。過流壁面破壞的全過程。3 3、分、分 類：移動汽蝕、固定汽蝕、旋渦汽蝕、振動汽蝕。類：移動汽蝕、固定汽蝕、旋渦汽蝕、振動汽蝕。蜂窩狀汽蝕。蜂窩狀汽蝕。華北電力大學

4、華北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps and FansPumps and Fans二、對泵運行的危害二、對泵運行的危害 1、縮短泵的使用壽命。粗糙多孔、縮短泵的使用壽命。粗糙多孔顯微裂紋顯微裂紋蜂窩狀或蜂窩狀或海綿狀侵蝕海綿狀侵蝕呈空洞。呈空洞。 3、影響泵的運行性能。斷裂工況（汽泡堵塞流道）；潛、影響泵的運行性能。斷裂工況（汽泡堵塞流道）；潛伏性汽蝕（易被忽視）。伏性汽蝕（易被忽視）。 2、產(chǎn)生噪聲和振、產(chǎn)生噪聲和振動。若振動動。若振動汽蝕汽蝕振振動動互相激勵互相激勵汽蝕共汽蝕共振。振。華北電力大學華北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力

5、學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps and FansPumps and Fans三、泵的幾何安裝高度與吸上真空高度的確定三、泵的幾何安裝高度與吸上真空高度的確定w2ssgeg2g0g0hpHp 泵吸入口真空計或壓強計泵吸入口真空計或壓強計吸水池液面吸水池液面e-e華北電力大學華北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps and FansPumps and Fansw2ssegg2gghppH ggs ppHas w2ssgg2hHH 華北電力大學華北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps an

6、d FansPumps and Fans （1）Hs (qV )。確定。確定Hg 時，必須以泵在運行中可能時，必須以泵在運行中可能出現(xiàn)的最大流量所對應的出現(xiàn)的最大流量所對應的Hs 為準。為準。w2ssgg2hHH （2）Hs值是泵制造廠在值是泵制造廠在 pa=101325 Pa，t =20的清水下的清水下由試驗得出的。當使用條件變化時，由試驗得出的。當使用條件變化時， 應對樣本的應對樣本的Hs 值進行修值進行修正。正。 24.033.10gss VappHH大氣壓頭大氣壓頭飽和蒸汽壓頭飽和蒸汽壓頭標準條件標準條件 （3）立式離心泵的）立式離心泵的Hg 如圖如圖2-5(a) 所示；大型水泵的所示

7、；大型水泵的Hg 如如圖圖2-5 (b)、(c) 所示。所示。華北電力大學華北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps and FansPumps and Fans 【例【例2-1】 在海拔在海拔500m某地安裝一臺水泵，其輸水某地安裝一臺水泵，其輸水量量qV=135L/s，輸送水溫，輸送水溫 t =30，該泵樣本上提供的允，該泵樣本上提供的允許吸上真空高度許吸上真空高度Hs =5.5m.吸水管內(nèi)徑吸水管內(nèi)徑 d=250mm, 設吸設吸入管路總損失入管路總損失hs=0.878m. 求求Hg應為多少？應為多少？ 【解】【解】 由表由表2- -1查得海拔

8、查得海拔500m力時大氣壓強力時大氣壓強 pa= 9.51104Pa，由附，由附錄錄查得水溫為查得水溫為t =30時的飽和蒸汽壓強時的飽和蒸汽壓強pV =4.2365kPa。查表得。查表得30水水的密度的密度 =995.6/m3。由式（。由式（2-5）得修正后的吸上真空高度為：）得修正后的吸上真空高度為： 24. 033.10gss VappHH )m(716. 424. 033.10806. 96 .9955 .42361051. 95 . 54 華北電力大學華北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps and FansPumps and Fans

9、又因為：又因為：) s/m(752. 225. 014. 31013544232s dqAqVV )m(385. 0806. 92752. 2g222s 所以，泵的幾何安裝高度應為：所以，泵的幾何安裝高度應為：)m(453. 3878. 0385. 0716. 4g2w2ssgg hHHH 四、汽蝕余量四、汽蝕余量華北電力大學華北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps and FansPumps and Fans四、汽蝕余量四、汽蝕余量（一）有效汽蝕余量（一）有效汽蝕余量 1、定義、定義g2ggg2sssa VVpppENPSH 位能以軸中心線為基

10、準，即，位能以軸中心線為基準，即， 華北電力大學華北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps and FansPumps and Fans（一）有效汽蝕余量（一）有效汽蝕余量 1 1、定義、定義g2ggg2sssa VVpppENPSH w2ssgeg2g0g0hpHp 0gwgea hHppNPSHV 2、影響因素、影響因素 2wVqh 華北電力大學華北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps and FansPumps and Fans（一）有效汽蝕余量（一）有效汽蝕余量 3、倒灌高度、倒灌高度0gwg

11、ea hHppNPSHV 在火力發(fā)電廠中在火力發(fā)電廠中, 凝結(jié)水泵凝結(jié)水泵和給水泵吸入容器液面壓強均為和給水泵吸入容器液面壓強均為相應溫度下的汽化壓強，則下式相應溫度下的汽化壓強，則下式華北電力大學華北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps and FansPumps and Fans四、汽蝕余量四、汽蝕余量（二）必需汽蝕余量（二）必需汽蝕余量 泵的吸入口不是泵內(nèi)壓強最低部位的原因：泵的吸入口不是泵內(nèi)壓強最低部位的原因： 1 1、定義：自泵吸入口、定義：自泵吸入口s-ss-s截面到泵內(nèi)截面到泵內(nèi)壓強最低點壓強最低點 K 處處所所為必需汽蝕余量，以為

12、必需汽蝕余量，以NPSHr表示。利用伯努利方程可以推得：表示。利用伯努利方程可以推得： 從泵吸入口到葉輪進口流道，過流面積從泵吸入口到葉輪進口流道，過流面積一般是收縮的；一般是收縮的； 當液體繞流葉片頭部時存在急驟轉(zhuǎn)彎；當液體繞流葉片頭部時存在急驟轉(zhuǎn)彎； 從泵吸入口到葉片非工作面從泵吸入口到葉片非工作面 K 點間，點間，流速大小和方向變化。流速大小和方向變化。華北電力大學華北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps and FansPumps and Fans2、影響因素、影響因素 當當qVNPSHr 。2202201r2gg2VKsqwgpENPS

13、H 華北電力大學華北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps and FansPumps and Fans即即NPSHrNPSHa，泵內(nèi)將產(chǎn)生汽蝕。，泵內(nèi)將產(chǎn)生汽蝕。 當當qV qVC時，因時，因pKpV ,tpVNPSHa 但流量不能太?。旱髁坎荒芴。?hwNPSHr 汽蝕區(qū)汽蝕區(qū)非汽蝕區(qū)非汽蝕區(qū)gppNPSHNPSHVK raNPSHr- -qVNPSHa- -qVH- -qVqVHNPSHOqVCC運行時的運行時的最大允許流量最大允許流量和和最小允許流量最小允許流量。 因此，應規(guī)定出泵因此，應規(guī)定出泵華北電力大學華北電力大學流體力學及泵與風

14、機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps and FansPumps and Fans（三）對汽蝕余量（三）對汽蝕余量NPSH的幾點說明的幾點說明 2、臨界汽蝕余量、臨界汽蝕余量 NPSHc 和允許汽蝕余量和允許汽蝕余量 NPSH 的關(guān)系的關(guān)系 由圖可知由圖可知, qVNPSHa pK=pV，液體開始汽化。此，液體開始汽化。此時，時，NPSHa就是使泵內(nèi)發(fā)生就是使泵內(nèi)發(fā)生汽蝕的臨界值，即：汽蝕的臨界值，即：該值可通過泵汽蝕試驗確定。該值可通過泵汽蝕試驗確定。 NPSHa=NPSHc=NPSHr也有采用：也有采用： NPSH=（1.11.3）NPSHc 為避免泵內(nèi)汽蝕，常在為

15、避免泵內(nèi)汽蝕，常在NPSHc的基礎上加上一個安全余量的基礎上加上一個安全余量作為允許汽蝕余量而載入泵的產(chǎn)品樣本中，即：作為允許汽蝕余量而載入泵的產(chǎn)品樣本中，即：NPSHr- -qVNPSHa- -qVNPSH- -qVH- -qV汽蝕區(qū)汽蝕區(qū)非汽蝕區(qū)非汽蝕區(qū)KqVHNPSHOqVCC設計點設計點A華北電力大學華北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps and FansPumps and Fans（三）對汽蝕余量（三）對汽蝕余量NPSH的幾點說明的幾點說明 3、NPSH與與Hg 的關(guān)系的關(guān)系 w2ssgg2hHH 在式在式wgeaghHppNPSHV

16、 中中,HgHgwegghNPSHppHV NPSH NPSHa華北電力大學華北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps and FansPumps and Fans查附錄查附錄得得 40的水相對應的飽和蒸汽壓強為的水相對應的飽和蒸汽壓強為pV = 7374Pa，則，則 ）（m65. 25 . 03 . 2806. 999273748829gweg hNPSHppHV 【例【例2-2】 有一單吸單級離心泵，流量有一單吸單級離心泵，流量qV =68m3/h，NPSHc=2m，從封，從封閉容器中抽送溫度為閉容器中抽送溫度為 40清水，容器中液面壓強為清水

17、，容器中液面壓強為 8.829kPa ，吸入管路阻，吸入管路阻力為力為0.5m， 試求該泵的允許幾何安裝高度是多少？試求該泵的允許幾何安裝高度是多少？ 已知水在已知水在40時的密度時的密度為為992/m3。 計算結(jié)果計算結(jié)果Hg為負值為負值, 故該泵的葉輪進口中心應在容器液面以下故該泵的葉輪進口中心應在容器液面以下2.65m。華北電力大學華北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps and FansPumps and Fans 對幾何相似的泵，在相似的運行工況下，其對幾何相似的泵，在相似的運行工況下，其必需汽蝕余量如何換算？必需汽蝕余量如何換算？五、

18、汽蝕相似定律及汽蝕比轉(zhuǎn)速五、汽蝕相似定律及汽蝕比轉(zhuǎn)速（一）汽蝕相似定律（一）汽蝕相似定律 由于由于NPSHr是是因流速變化及流動損失所引起的因流速變化及流動損失所引起的，并正比于，并正比于流量的平方，則汽蝕相似定律為：流量的平方，則汽蝕相似定律為： 2p12m1rprm)()(nDnDNPSHNPSH 華北電力大學華北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps and FansPumps and Fans對同一臺泵，即對同一臺泵，即D1m=D1p，則可將汽蝕相似定律改寫為：，則可將汽蝕相似定律改寫為：2p2mrprmnnNPSHNPSH 華北電力大學華

19、北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps and FansPumps and Fans五、汽蝕相似定律及汽蝕比轉(zhuǎn)速五、汽蝕相似定律及汽蝕比轉(zhuǎn)速（二）汽蝕比轉(zhuǎn)速（二）汽蝕比轉(zhuǎn)速 3/4r62. 5NPSHqncV 華北電力大學華北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps and FansPumps and Fans （二）汽蝕比轉(zhuǎn)速（二）汽蝕比轉(zhuǎn)速 考慮因素考慮因素主要考慮效率的泵主要考慮效率的泵兼顧汽蝕和效率的泵兼顧汽蝕和效率的泵對汽蝕性能要求高的泵對汽蝕性能要求高的泵C C值范圍值范圍600800800

20、120012001600華北電力大學華北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps and FansPumps and Fans六、提高泵抗汽蝕性能的措施六、提高泵抗汽蝕性能的措施 華北電力大學華北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps and FansPumps and Fans （一）降低必需汽蝕余量以提高泵抗汽蝕性能的措施（一）降低必需汽蝕余量以提高泵抗汽蝕性能的措施 華北電力大學華北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps and FansPumps and Fans華北電力大學華北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps and FansPumps and Fans華北電力大學華北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 Pumps and FansPumps and Fans華北電力大學華北電力大學流體力學及泵與風機課程組流體力學及泵與風機課程組泵與風機泵與風機 P