第二章流體輸送機械第二次課

第二章流體輸送機械第二次課第1頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三04812162024283202040608010012010121416182022242602468010203040506070804B20n=2900r/minNHηＱ,l/sm3/s離心泵的特性曲線第2頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三

變化趨勢：離心泵的揚程在較大流量范圍內(nèi)是隨流量增大而減小的。不同型號的離心泵，Ｈ－qV曲線的形狀有所不同。1、Ｈ－qv曲線（揚程-流量曲線）第3頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三

變化趨勢：Ｎ隨qv的增大而增大。顯然，當(dāng)qv=0時，泵軸消耗的功率最小。啟動離心泵時，為了減小啟動功率，應(yīng)將出口閥關(guān)閉。2、Ｎ－qv曲線（軸功率-流量曲線）第4頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三η-Q曲線上，效率隨流量增大先提高后下降。泵在某一點下操作，其效率最高，故該點為離心泵的設(shè)計點，也稱為最為經(jīng)濟點。3、η－qv曲線（效率-流量曲線）第5頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三泵在最高效率點條件下操作最為經(jīng)濟合理，但實際上泵往往不可能正好在該條件下運轉(zhuǎn)，一般只能規(guī)定一個工作范圍，稱為泵的高效率區(qū)。高效率區(qū)的效率應(yīng)不低于最高效率的92%左右。注：泵在銘牌上所標(biāo)明的都是最高效率點下的流量，壓頭和功率。離心泵產(chǎn)品目錄和說明書上還常常注明最高效率區(qū)的流量、壓頭和功率的范圍等。泵的高效率區(qū)第6頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三

上式稱為比例定律，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化小于20%時，可認(rèn)為效率不變，用上式進行計算誤差不大。當(dāng)轉(zhuǎn)速由n1改變?yōu)閚2時，其流量、壓頭及功率的近似關(guān)系為：

4、影響離心泵性能的因素和性能換算(1)、離心泵的轉(zhuǎn)速對特性曲線的影響第7頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三

上式稱為切割定律。

當(dāng)葉輪直徑變化不大，轉(zhuǎn)速不變時，葉輪直徑、流量、壓頭及功率之間的近似關(guān)系為：(2)、葉輪直徑對特性曲線的影響第8頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三泵生產(chǎn)部門所提供的特性曲線是用清水作實驗求得的。當(dāng)所輸送的液體性質(zhì)與水相差較大時，要考慮粘度及密度對特性曲線的影響。(3)、物理性質(zhì)對特性曲線的影響第9頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三所輸送的液體粘度愈大，泵體內(nèi)能量損失愈多。泵的揚程、流量減小，效率下降，而軸功率則增大。3.1粘度的影響3.2密度的影響密度僅對軸功率有影響。第10頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三Hgpa1100p1<pa,p1

有一定真空度，真空度越高，吸力越大,Hg

越大。

當(dāng)p1

小于一定值后(p1<pv,pv

為環(huán)境溫度下液體的飽和蒸汽壓)，將發(fā)生氣蝕現(xiàn)象。

1、氣蝕現(xiàn)象五、離心泵的安裝高度和氣蝕現(xiàn)象“氣縛”現(xiàn)象第11頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三（1）離心泵的安裝高度為避免發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，應(yīng)限制p1不能太低，或Hg不能太大，即泵的安裝高度不能太高。2、安裝高度第12頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三（2）離心泵的允許安裝高度第13頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三允許吸上真空高度Hs若泵入口處所允許的最低壓強以真空度表示，且以液柱計量，即為允許吸上真空高度，有：Hs與泵的結(jié)構(gòu)、液體的物化特性等因素有關(guān)。一般，Hs<5~7mH2O。式中pa—大氣壓，N/m2

ρ—被輸送液體密度，kg/m3第14頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三Hgp01100如何用允許吸上真空高度確定泵的安裝高度？第15頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三Hg—泵的允許安裝高度；u2/2g—進口管動能；∑Hf—進口管阻力;Hs

—允許吸上真空高度，由泵的生產(chǎn)廠家給出。取截面0-0，1-1，并以截面0-0為基準(zhǔn)面，在兩截面間柏努利方程，可得若貯槽為敞口，則p0為大氣壓pa，則有第16頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三

泵制造廠只能給出Hs值，而不能直接給出Hg值。因為每臺泵使用條件不同，吸入管路的布置情況也各異，有不同的u2/2g

和∑Hf

值，所以，只能由使用單位根據(jù)吸入管路具體的布置情況，由計算確定Hg。問題：泵制造廠能直接給出泵的安裝高度嗎？第17頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三式中Hs’—操作條件下輸送水時允許吸上真空高度，mH2O；

Hs

—泵樣本中給出的允許吸上真空高度，mH2O；

Ha

—泵工作處的大氣壓，mH2O；

pv

—泵工作溫度下水的飽和蒸汽壓，Pa；

0.24—樣本中標(biāo)定條件下水的飽和蒸汽壓，mH2O。

原因：在泵的說明書中給出的Hs是大氣壓為10.33mH2O，水溫為20℃狀態(tài)下的數(shù)值。如果泵的使用條件與該狀態(tài)不同時，則應(yīng)把樣本上所給出的Hs值，按下式換算成操作條件下的Hs’值。

泵允許吸上真空高度的換算第18頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三泵安裝地點的海拔越高，大氣壓力越低，允許吸上真空高度就越小。海拔高度↑，液體溫度↑→Hg↓輸送液體的溫度越高，所對應(yīng)的飽和蒸汽壓就越高，這時，泵的允許吸上真空高度也就越小。第19頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三

汽蝕余量是指離心泵入口處，液體的靜壓頭p1/ρg與動壓頭u12/2g之和超過液體在操作溫度下的飽和蒸汽壓頭pv/ρg的某一差值，即汽蝕余量式中NPSH

—汽蝕余量，m；

pv—操作溫度下液體飽和蒸汽壓，N/m2。第20頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三

為避免發(fā)生汽蝕，離心泵入口的壓強不能低于一最小值p1允，此時對應(yīng)的汽蝕余量即為允許汽蝕余量：允許汽蝕余量泵在操作時，實際的汽蝕余量應(yīng)大于允許汽蝕余量。第21頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三

將上述方程合并可導(dǎo)出允許汽蝕余量NPSH允與允許安裝高度Hg之間關(guān)系為p0為液面上方的壓力，若為敞口液面則p0=pa。如何利用氣蝕余量確定泵的安裝高度？只要已知允許吸上真空高度Hs與允許汽蝕余量中的任一個參數(shù)，均可確定泵的安裝高度。第22頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三例某臺離心泵從樣本上查得允許吸上真空高度Hs=6m，現(xiàn)將該泵安裝在海拔高度為500m處，若夏季平均水溫為40℃。問修正后的Hs’應(yīng)為多少？若吸入管路的壓頭損失為1mH2O，泵入口處動壓頭為0.2mH2O。問該泵安裝在離水面5m高度處是否合適？已知水溫為40℃時，pv=7.36kPa；查表得Ha=9.74m。Ｈｇ第23頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三解:換算成操作條件下的Hs’值：第24頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三泵的允許安裝高度為:

Hｇ=Hs’－u12/2g－ΣHf=4.9－0.2－1=3.7m<5m故泵安裝在離水面5m高度處不合適。第25頁，共27頁，2023年