康勇版過程流體機械4.2離心泵的吸入特性

1、4.2 4.2 離心泵的吸入特性離心泵的吸入特性 離心泵葉輪吸入口的吸入壓力：離心泵葉輪吸入口的吸入壓力： 一般低于一個大氣壓叫吸入真空度。一般低于一個大氣壓叫吸入真空度。 吸入壓力吸入壓力最低不得小于最低不得小于所吸液體所吸液體的的飽和蒸汽壓飽和蒸汽壓 （汽化壓力），（汽化壓力），否則，泵吸入口會否則，泵吸入口會發(fā)生汽蝕現(xiàn)象發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。kpvpkp泵的吸入特性：研究泵的允許吸入泵的吸入特性：研究泵的允許吸入真空度，確定泵的安裝高度。真空度，確定泵的安裝高度。飽和蒸汽壓（汽化壓力）飽和蒸汽壓（汽化壓力）如水，水開始沸騰，有蒸汽泡出現(xiàn)（開始汽化），此時溫度不變?nèi)缢?，水開始沸騰，有蒸汽泡出現(xiàn)（開

2、始汽化），此時溫度不變叫飽和溫度；此時的水叫飽和水；此時的蒸汽叫飽和蒸汽；此叫飽和溫度；此時的水叫飽和水；此時的蒸汽叫飽和蒸汽；此時的壓力叫飽和蒸汽壓力。時的壓力叫飽和蒸汽壓力。 不同水溫的汽化壓頭不同水溫的汽化壓頭 Pv水溫 （） 020406080100飽和蒸汽壓（kPa） Pv0.592.357.3619.8247.28101.34汽化壓頭 （m） 0.060.240.752.024.8210.33（一）（一）. . 離心泵的汽蝕離心泵的汽蝕 離心泵葉輪吸入口壓力最低為：離心泵葉輪吸入口壓力最低為： （真空壓力，絕對壓力）（真空壓力，絕對壓力） 吸液面上壓力為：吸液面上壓力為： pA (

3、 pa) 葉輪進(jìn)口的吸入真空度：葉輪進(jìn)口的吸入真空度：kp皆為絕對壓力）真(KAPppAppApKP真pvPA 某溫度下液體的飽和蒸汽壓（汽化壓力）為：某溫度下液體的飽和蒸汽壓（汽化壓力）為： 當(dāng)吸入口最低壓力小于此液體的飽和蒸汽壓時，便出現(xiàn)汽蝕。當(dāng)吸入口最低壓力小于此液體的飽和蒸汽壓時，便出現(xiàn)汽蝕。n 發(fā)生汽蝕的條件：發(fā)生汽蝕的條件：n 汽蝕特征：汽蝕特征： vKppvp 離心泵工作時出現(xiàn)特殊的噪音、震動、伴隨排量和壓頭離心泵工作時出現(xiàn)特殊的噪音、震動、伴隨排量和壓頭 下降，嚴(yán)重時排量中斷。這種現(xiàn)象通常是泵內(nèi)出現(xiàn)了汽蝕下降，嚴(yán)重時排量中斷。這種現(xiàn)象通常是泵內(nèi)出現(xiàn)了汽蝕 現(xiàn)象?，F(xiàn)象。葉輪氣蝕位

4、置：n 汽蝕過程（原理）： 當(dāng)當(dāng) 時，部分液體發(fā)生汽化，形成氣泡；小氣泡時，部分液體發(fā)生汽化，形成氣泡；小氣泡凝結(jié)在一起形成大氣泡。氣泡隨液流進(jìn)入高壓區(qū)，液體壓縮氣泡凝結(jié)在一起形成大氣泡。氣泡隨液流進(jìn)入高壓區(qū)，液體壓縮氣泡產(chǎn)生氣泡擊潰現(xiàn)象（水擊現(xiàn)象），水擊時的瞬時壓力能達(dá)到幾十產(chǎn)生氣泡擊潰現(xiàn)象（水擊現(xiàn)象），水擊時的瞬時壓力能達(dá)到幾十個兆帕（個兆帕（30MPa)，對金屬表面產(chǎn)生很大的爆炸沖擊作用；同時對金屬表面產(chǎn)生很大的爆炸沖擊作用；同時伴隨電化學(xué)腐蝕。這一綜合過程為汽蝕過程。伴隨電化學(xué)腐蝕。這一綜合過程為汽蝕過程。 即：液體汽化即：液體汽化氣泡凝結(jié)氣泡凝結(jié)高壓水擊高壓水擊電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕

5、。vKpp 泵的安裝高度過高，即吸入高度過高。泵的安裝高度過高，即吸入高度過高。 吸入管匯不合理，阻力太大。吸入管匯不合理，阻力太大。 如如:管路太細(xì)、彎管路太細(xì)、彎 頭、閘閥多等。頭、閘閥多等。 液面壓力太低。液面壓力太低。 液體溫度高或易揮發(fā)液體。液體溫度高或易揮發(fā)液體。 防止汽蝕的充要條件防止汽蝕的充要條件：n泵吸液的必要條件：泵吸液的必要條件：n泵正常工作的充分和必要條件泵正常工作的充分和必要條件： 造成汽蝕的主要原因造成汽蝕的主要原因：vKppAKppAKvppP（二）（二） 泵的汽蝕余量、安裝高度泵的汽蝕余量、安裝高度 液體被吸入泵內(nèi)是由于：液體被吸入泵內(nèi)是由于：n即：即：n 克服

6、吸入管阻力損失，推動液體進(jìn)入泵內(nèi)?？朔牍茏枇p失，推動液體進(jìn)入泵內(nèi)。n從液面從液面A到泵葉輪吸入口到泵葉輪吸入口S 建立伯努利方程：建立伯努利方程：()AKpp液面壓力大于葉輪進(jìn)口壓力真ppppKAp2222ssAAAsASpcpcZHZhgggg,0,0,ASsAAZZZcH其中：式中：式中：Cs、ps 泵葉輪吸口處液體流速和此處壓力。泵葉輪吸口處液體流速和此處壓力。 ZAs 泵吸入高度（即泵安裝高度）。泵吸入高度（即泵安裝高度）。 hAs 泵吸入管內(nèi)流動阻力損失。泵吸入管內(nèi)流動阻力損失。上式可寫為：上式可寫為： 令：令： 22AvsvsASASppppcZhgggAS2sASsAhg2

7、cZgpgp即：mg2cgppNPSH2svsan上式：上式：n稱為汽蝕余量（有效汽蝕余量）稱為汽蝕余量（有效汽蝕余量） NPSHa ： 從葉輪吸入口壓力從葉輪吸入口壓力Ps 到飽和蒸汽壓到飽和蒸汽壓 Pv 之間的范圍寬度加上之間的范圍寬度加上流動動能影響，被稱為汽蝕余量或有效汽蝕余量，用：流動動能影響，被稱為汽蝕余量或有效汽蝕余量，用：NPSHa表示。表示。n汽蝕余量的意義汽蝕余量的意義：mg2cgppNPSH2svsa 標(biāo)志泵抗汽蝕性能的好壞，它與吸入管特性和液體的標(biāo)志泵抗汽蝕性能的好壞，它與吸入管特性和液體的汽化壓力有關(guān)；與泵本身無關(guān)。汽化壓力有關(guān)；與泵本身無關(guān)。n泵制造廠給出：最小汽蝕

8、余量：泵制造廠給出：最小汽蝕余量： 泵氣蝕判斷：泵氣蝕判斷：n安全系數(shù)安全系數(shù)：n=1.11.3n許用汽蝕余量許用汽蝕余量：NPSH=（1.11.3）NPSHrn離心泵不發(fā)生汽蝕的條件離心泵不發(fā)生汽蝕的條件：NPSHaNPSH嚴(yán)重汽蝕開始發(fā)生汽蝕泵不汽蝕rararaNPSHNPSHNPSHNPSHNPSHNPSHrNPSH泵的安裝高度計算泵的安裝高度計算前面導(dǎo)出公式：前面導(dǎo)出公式：安裝高度：安裝高度： 則：則：需用安裝高度：需用安裝高度：a2svsASASvANPSHg2cgpphZgppgASHZAvgaASppHNPSHhgAvgASppHNPSHhgAvgrASppHNPSHhg泵的安裝

9、高度計算例題泵的安裝高度計算例題n習(xí)題習(xí)題n某廠用IH125-100-400型離心泵輸送柴油，在轉(zhuǎn)速n=2900r/min時，泵排量Q=16.67 l/s（60m3/h），泵出口壓力表讀數(shù)360kPa; 進(jìn)口真空表讀數(shù)20kPa。 泵進(jìn)口管內(nèi)直徑為 0.125m，出口管內(nèi)直徑 0.1 m，泵進(jìn)出口壓力表距離為 0.5m。泵的氣蝕余量NPSHa=3.4m，吸入管阻力損失為1.5m，吸液面上的壓力為1個大氣壓（101.33kPa），泵總效率=0.86，取g=9.81n柴油的參數(shù)： 試求試求：泵的揚程H？泵的有效功率N？ 泵的軸功率NZ ？ q泵的許用安裝高度ZAS？ n 此泵當(dāng)轉(zhuǎn)速為n=1450r

10、/min時，它的Q、H、N又為多少？ kPapmkgv37,7503解：（1）求泵H、N、NZ smq301667. 0360060smCsmAqC124. 21 . 001667. 04,359. 1125. 001667. 042221mCCgZgppHrm28.52212122kwgqHN412. 6100028.5201667. 081. 97501000kwNNZ46. 786. 0412. 6n（2）安裝高度ZASmhNPSHgppZASvAAS84. 35 . 14 . 381. 9750103733.1013 （6）防止汽蝕的措施）防止汽蝕的措施n兩種方法：改進(jìn)泵的結(jié)構(gòu)形式或尺

11、寸。兩種方法：改進(jìn)泵的結(jié)構(gòu)形式或尺寸。n 設(shè)計吸入管及吸入條件。設(shè)計吸入管及吸入條件。 （一）改進(jìn)泵的結(jié)構(gòu)形式或尺寸（一）改進(jìn)泵的結(jié)構(gòu)形式或尺寸n 增大泵吸入口直徑及葉輪葉片入口寬度和結(jié)構(gòu)。增大泵吸入口直徑及葉輪葉片入口寬度和結(jié)構(gòu)。n 采用前置誘導(dǎo)輪，提高葉輪進(jìn)口處吸入壓力。采用前置誘導(dǎo)輪，提高葉輪進(jìn)口處吸入壓力。n 采用雙吸式葉輪，使進(jìn)口截面增大，流速減小。采用雙吸式葉輪，使進(jìn)口截面增大，流速減小。n 合理設(shè)計葉片進(jìn)口角度，減小流動損失。合理設(shè)計葉片進(jìn)口角度，減小流動損失。n 采用抗汽蝕的材料，如不銹鋼、稀土合金鑄鐵、高鎳鉻合采用抗汽蝕的材料，如不銹鋼、稀土合金鑄鐵、高鎳鉻合金等。金等。n 前置誘導(dǎo)輪：前置誘導(dǎo)輪：前置誘導(dǎo)輪前置誘導(dǎo)輪前置誘導(dǎo)