自吸罐簡介及設計

1、自吸桶簡介及設計自吸桶簡介及設計2013年年1月月第一章第一章 自吸桶的簡介自吸桶的簡介 在工程設計中，為節(jié)省工程用地或因工藝流程需要，常在工程設計中，為節(jié)省工程用地或因工藝流程需要，常將水池設計成地下水池，為了減少土建工程，又常將水泵設將水池設計成地下水池，為了減少土建工程，又常將水泵設置在地面上。對于小型水泵常在其吸水管上設置底閥，采用置在地面上。對于小型水泵常在其吸水管上設置底閥，采用吸水管灌水的方法啟動水泵。由于腐蝕、雜志影響等原因，吸水管灌水的方法啟動水泵。由于腐蝕、雜志影響等原因，底閥在使用一段時間以后，普遍泄漏較嚴重，影響水泵的啟底閥在使用一段時間以后，普遍泄漏較嚴重，影響水泵的

2、啟動運行。也有的采用真空泵抽除泵內(nèi)和吸水管中的空氣經(jīng)行動運行。也有的采用真空泵抽除泵內(nèi)和吸水管中的空氣經(jīng)行水泵啟動。水泵啟動。 該裝置用于水泵站內(nèi)水泵自動充水，使所有水泵經(jīng)常處該裝置用于水泵站內(nèi)水泵自動充水，使所有水泵經(jīng)常處于充水狀態(tài)，隨時可以啟動任何一臺水泵。用該裝置可以使于充水狀態(tài)，隨時可以啟動任何一臺水泵。用該裝置可以使地面式水泵站實現(xiàn)自動化操作，可甩掉傳統(tǒng)的半地下自灌充地面式水泵站實現(xiàn)自動化操作，可甩掉傳統(tǒng)的半地下自灌充水式自動化泵站設計。因此可節(jié)省大量泵站建設費用，避免水式自動化泵站設計。因此可節(jié)省大量泵站建設費用，避免了水泵被淹的可能性。該裝置氣密性能好，自動化程度高，了水泵被淹的

3、可能性。該裝置氣密性能好，自動化程度高，操作方便，工作安全可靠。操作方便，工作安全可靠。自吸桶的用途及特點自吸桶的用途及特點 水泵第一次啟動前，打開通氣閥水泵第一次啟動前，打開通氣閥d d，打開補水閥，打開補水閥C C，將自，將自吸桶自進水管吸桶自進水管a a頂部一下部分灌滿水。水泵啟動時，自吸桶頂部一下部分灌滿水。水泵啟動時，自吸桶水位不斷下降，桶內(nèi)空間不斷增大，并產(chǎn)生負壓，當桶內(nèi)產(chǎn)水位不斷下降，桶內(nèi)空間不斷增大，并產(chǎn)生負壓，當桶內(nèi)產(chǎn)生的負壓足以克服水管頂和水池水面高差、進水管阻力及水生的負壓足以克服水管頂和水池水面高差、進水管阻力及水流動能時，則可將水池的水提升到吸水桶并最終使自吸桶進流動

4、能時，則可將水池的水提升到吸水桶并最終使自吸桶進出水量達到平衡。出水量達到平衡。自吸桶的工作原理自吸桶的工作原理第二章第二章 自吸桶的設計計算自吸桶的設計計算l 水泵流量水泵流量Q,mQ,m3 3/h/hl 水泵在標準狀態(tài)下（一個標準大氣壓、水溫水泵在標準狀態(tài)下（一個標準大氣壓、水溫2020）的最大允許吸上真空高度的最大允許吸上真空高度Hs,mHs,ml 當?shù)卮髿鈮寒數(shù)卮髿鈮篐 HA A，kPakPal 實際水溫實際水溫t t，計算條件計算條件接管接管a a：進水管，可按管內(nèi)流速：進水管，可按管內(nèi)流速V V1 1=0.61.2m/s,=0.61.2m/s,計算得直徑計算得直徑DNDN1 1接管

5、接管b b：出水管，接水泵進水口。出水管管徑可同水泵口徑，但水：出水管，接水泵進水口。出水管管徑可同水泵口徑，但水泵進水口口徑通常偏小，因而一般按管內(nèi)流速泵進水口口徑通常偏小，因而一般按管內(nèi)流速V V2 2=0.81.5m/s=0.81.5m/s計計算出水管管徑算出水管管徑DNDN2 2。接管接管c c：吸水罐補水口，口徑?。何扪a水口，口徑取2550mm2550mmHgHg：吸水罐出水口與地下水池液面的高差，：吸水罐出水口與地下水池液面的高差， Hg Hgmaxmax為水泵的安裝為水泵的安裝高度。高度。h h：進水管出水口和出水口（水泵吸水口）的高差，決定吸水罐：進水管出水口和出水口（水泵

6、吸水口）的高差，決定吸水罐的存水量的存水量h h1 1：水泵啟動到額定轉(zhuǎn)速時吸水罐水位與水泵吸入口的高差，最水泵啟動到額定轉(zhuǎn)速時吸水罐水位與水泵吸入口的高差，最小高差小高差h h1min1min 可使吸水罐產(chǎn)生最大負壓，以便在極限高差可使吸水罐產(chǎn)生最大負壓，以便在極限高差HgHgmaxmax 情情況下水泵的正常工作?？扇r下水泵的正常工作?？扇?h h1min1min=DN=DN2 2/2+0.2/2+0.2。而一定的。而一定的HgHg與一定與一定的吸水罐水位的吸水罐水位h h1 1是對應的。是對應的。允許吸上真空高度：允許吸上真空高度： 水泵不發(fā)生汽蝕，其入口處允許的最低絕對壓力，以液柱水泵

7、不發(fā)生汽蝕，其入口處允許的最低絕對壓力，以液柱高度表示高度表示HsHs，稱為泵的允許吸上真空高度。，稱為泵的允許吸上真空高度。當水泵不在標準狀態(tài)（一個大氣壓、當水泵不在標準狀態(tài)（一個大氣壓、20）下運行時，水泵的實）下運行時，水泵的實際允許吸上真空高度際允許吸上真空高度Hs應根據(jù)應根據(jù)Hs進行修正。進行修正。Hs= Hs-Hs= Hs-（10.33-H10.33-HA A）- -（H Ht t-0.24-0.24）=Hs+H=Hs+HA A-H-Ht t-10.09-10.0910.3310.33標準大氣壓，換算為標準大氣壓，換算為mHmH2 2O O柱的值柱的值H Ht t實際水溫實際水溫t

8、 t下的汽化壓力，下的汽化壓力，kPakPa，計算中換算為為，計算中換算為為mHmH2 2O O柱柱 吸水罐的最大負壓應保證水泵不發(fā)生汽蝕。吸水罐的水面吸水罐的最大負壓應保證水泵不發(fā)生汽蝕。吸水罐的水面和水泵吸入口的能量方程為：和水泵吸入口的能量方程為： H Hmaxmax+v+v2 2/g+h/g+h1min1min=H=H入入minmin+v+v2 2入入/g+h/g+h2 2 H Hmaxmax吸水罐的最大負壓（最小壓力）吸水罐的最大負壓（最小壓力） H H入入minmin水泵吸入口的最小壓力水泵吸入口的最小壓力 v v吸水罐內(nèi)存水截面流速，數(shù)值很小，可忽略不計吸水罐內(nèi)存水截面流速，數(shù)值

9、很小，可忽略不計 v v入入水泵吸入口流速水泵吸入口流速 h h2 2水泵吸入管的水頭損失水泵吸入管的水頭損失 則則 H Hmaxmax=H=H入入min min +v+v2 2入入/g-h/g-h1min1min+h+h2 2 1 1 吸水罐最大負壓時其進水管出口斷面和水池液面的能量方程為：吸水罐最大負壓時其進水管出口斷面和水池液面的能量方程為： H HA A+v+v2 20 0/g=(Hg/g=(Hgmax max +h)+ H+h)+ Hmaxmax+v+v2 21 1/g+h/g+h1 1 v v吸水罐內(nèi)存水截面流速，數(shù)值很小，可忽略不計吸水罐內(nèi)存水截面流速，數(shù)值很小，可忽略不計v v

10、1 1吸水罐進水管流速吸水罐進水管流速h h1 1吸水罐進水管的水頭損失吸水罐進水管的水頭損失 則則 H Hmaxmax =H=HA A-(Hg-(Hgmax max +h )-v+h )-v2 21 1/g-h/g-h1 122由式由式1 1、2 2整理得：整理得：H HA A - H - H入入minmin=(Hg=(Hgmax max +h)+v+h)+v2 21 1/g+v/g+v2 2入入/g-h/g-h1min1min+ h+ h1 1 + h+ h2 2 = Hs= Hs33 吸水罐所產(chǎn)生的最大負壓應能保證水池設計最低水位的水吸入罐；吸水罐所產(chǎn)生的最大負壓應能保證水池設計最低水位

11、的水吸入罐；A A、水泵啟動前吸水罐的空氣體積、水泵啟動前吸水罐的空氣體積V V0 0= V= V罐頭罐頭 + V+ V管管 =（2DN2DN1 1）2 2/4 /4 1.25DN1.25DN1 1 + +（ Hg Hgmax max +h +h ） DNDN1 12 2/4/4 =5DN =5DN1 13 3/4+ /4+ （ Hg Hgmax max +h +h ） DN DN1 12 2/4/4 理想氣體狀態(tài)方程：理想氣體狀態(tài)方程：PV=nRT在等溫狀態(tài)下，由理想氣體狀態(tài)方程可知壓強在等溫狀態(tài)下，由理想氣體狀態(tài)方程可知壓強P與體積與體積V成反比。即成反比。即 H HA A V V0 0=

12、 H= Hmaxmax V Vmaxmax V Vmax max = = H HA A V V0 0 / / H Hmaxmax B B、吸水罐最大負壓時空氣體積、吸水罐最大負壓時空氣體積 V Vmaxmax= V= V罐頭罐頭 + V+ V負壓負壓 = = 5DN5DN1 13 3/4 +/4 +（2 2-DN-DN1 12 2）(h-h(h-h1min1min)/4)/4 h= h=（4 4 Vmax-5DNVmax-5DN1 13 3）/ （2 2-DN-DN1 12 2）+ h+ h1min1minA A、水泵參數(shù)：、水泵參數(shù)：Q=50mQ=50m3 3/h/h、 Hs=6m Hs=6

13、m、D D入入=80mm=80mmB B、夏季時當?shù)卮髿鈮海?、夏季時當?shù)卮髿鈮海篐 HA A=997.2kPa=997.2kPa=10.17mH=10.17mH2 2O O水溫：水溫：t=20t=20可求水泵的實際最大允許吸上高度：可求水泵的實際最大允許吸上高度： Hs=6+10.17-10.33=5.84 Hs=6+10.17-10.33=5.84 第三章第三章 設計計算實例設計計算實例計算可得：計算可得：DNDN1 1=125mm=125mm， V V1 1=1.132m/s=1.132m/sDNDN2 2=125mm, V=125mm, V2 2=1.132m/s=1.132m/sV V

14、入入=2.763m/s=2.763m/s由公式由公式3 3可得（可得（h h1 1、h h2 2數(shù)值較小，可忽略不計）數(shù)值較小，可忽略不計）HgHgmax max +h=5.65m+h=5.65m由公式由公式2 2可得吸水罐的最大負壓為：可得吸水罐的最大負壓為： H Hmaxmax =4.456mH=4.456mH2 2O O吸水罐尺寸吸水罐尺寸，h h的計算：的計算：V V0 0= 5DN= 5DN1 13 3/4+ /4+ （ Hg Hgmax max +h +h ） DN DN1 12 2/4/4 =5/4 =5/4 0.1250.1253 3+/4 +/4 0.1250.1252 2

15、5.655.65 =0.07701m =0.07701m3 3 V Vmaxmax= = H HA A V V0 0 / / H Hmax max =10.17/4.456 =10.17/4.456 0.077010.07701 =0.17575m =0.17575m3 3則則 h=h=（4 4 Vmax-5DN13Vmax-5DN13）/ （2 2-DN-DN1 12 2）+h+h1min1min = =（ 4 4 0.07701-50.1250.07701-50.1253 3）/ （2 2-0.125-0.1252 2）+ h+ h1min1min =0.214/ (=0.214/ (2

16、2-0.0156)+0.263-0.0156)+0.263 分別取分別取=0.5=0.5，0.60.6，0.70.7則對應的則對應的h=1.176,0.884,0.714h=1.176,0.884,0.714實際可取實際可取=0.6=0.6，h=0.9h=0.9由由HgHgmax max +h=5.65m+h=5.65m可得：可得： Hg Hgmaxmax=4.75=4.75考慮到考慮到h h1 1，h h2 2的影響，并留有余地，可取的影響，并留有余地，可取HgHgmaxmax=4m=4m 真空引水罐使用于無自吸功能的下吸式（水低泵高）水真空引水罐使用于無自吸功能的下吸式（水低泵高）水泵，泵，PG系列真空引水罐結(jié)構(gòu)獨特，真空度高，從而保證了系列真空引水罐結(jié)構(gòu)獨特，真空度高，從而保證了水泵較高的工作效率，是代替真空引水泵的最佳選擇。水泵較高的工作效率，是代替真空引水泵的最佳選擇。真空引水罐的容積可按下列簡化公式計算真空引水罐的容積可按下列簡化公式計算: :（L+HL+H）S=0.14VS=7(L+H) V=7(L+H) S S式中：式中：L-L