离心泵吸入高度和汽蚀现象

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摘要:泵的吸入口中心到储液槽液面之间的高度称为吸入高度,设想叶轮进口处为绝对真空,吸入管路阻力为零,液面上为一个标准大气压,那么理论上的几何高度为10.33米,但是,由于泵吸入管中有各种阻力损失

1、离心泵的吸入高度
泵的吸入口中心到储液槽液面之间的高度称为吸入高度,设想叶轮进口处为绝对真空,吸入管路阻力为零,液面上为一个标准大气压,那么理论上的几何高度为10.33米,但是,由于泵吸入管中有各种阻力损失,以及泵叶轮进口不可能达到完全真空等不利因素,再加上泵进口处所必须的汽蚀余量,所以一般离心水泵的吸入高度不超过4—5米。
允许吸上真空高度Hs是指泵入口处压力p1可允许达到的真空度。
而实际的允许吸上真空高度Hs值并不是根据式计算的值,而是由泵制造厂家实验测定的值,此值附于泵样本中供用户查用。位应注意的是泵样本中给出的Hs值是用清水为工作介质,操作条件为20℃及及压力为1.013×105Pa时的值,当操作条件及工作介质不同时,需进行换算。
1)输送清水,但操作条件与实验条件不同,可依下式换算
Hs1=Hs+(Ha-10.33)-(Hυ-0.24)
2)输送其它液体当被输送液体及反派人物条件均与实验条件不同时,需进行两步换算:一步依上式将由泵样本中查出的Hs1;二步依下式将Hs1换算成H’s

2、汽蚀余量Δh
对于油泵,计算安装高度时用汽蚀余量Δh来计算,即用汽蚀余量Δh由油泵样本中查取,其值也用20℃清水测定。若输送其它液体,亦需进行校正,详查有关书籍。
吸程=标准大气压(10.33米)-汽蚀余量-安全量(0.5米)
标准大气压能压管路真空高度10.33米。
例如:某泵必需汽蚀余量为4.0米,求吸程Δh?
解:Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米
从安全角度考虑,泵的实际安装高度值应小于计算值。又,当计算之Hg为负值时,说明泵的吸入口位置应在贮槽液面之下。
例某离心泵从样本上查得允许吸上真空高度Hs=5.7m。已知吸入管路的全部阻力为1.5mH2O,当地大气压为9.81×104Pa,液体在吸入管路中的动压头可忽略。试计算:
1)输送20℃清水时泵的安装;
2)改为输送80℃水时泵的安装高度。
解:输送20℃清水时泵的安装高度
已知:Hs=5.7m
Hf0-1=1.5m
u12/2g≈0
当地大气压为9.81×104Pa,与泵出厂时的实验条件基本相符,所以泵的安装高度为Hg=5.7-0-1.5=4.2m。
3)输送80℃水时泵的安装高度
输送80℃水时,不能直接采用泵样本中的Hs值计算安装高度,需按下式对Hs时行换算,即Hs1=Hs+(Ha-10.33)-(Hυ-0.24)
已知Ha=9.81×104Pa≈10mH2O,由附录查得80℃水的饱和蒸汽压为47.4kPa。
Hv=47.4×103Pa=4.83mH2O
Hs1=5.7+10-10.33-4.83+0.24=0.78m

3、离心泵的汽蚀现象
要使泵不汽蚀,必须使泵叶轮进口处单位重量的液体超过汽化压力的富余能量。请看如下浅释:
当离心泵的吸入高度过大并且液体温度比较高时,致使吸入口压强小于或等于液体饱和蒸汽压,则在该环境下液体就会在泵进口处沸腾汽化,在泵壳内形成一个充满蒸汽的空间,随着泵旋转,气泡进入高压区,由于压差的作用,气泡受压破裂而重新凝结,在凝结的一瞬间,质点互相撞击,产生了很高的局部压力,如果这些气泡在金属表面附近破裂而凝结,则液体质点就象无数小弹头一样,连续击打在金属表面,使金属表面产生裂纹,甚至局部产生剥落现象,使叶轮表面呈蜂窝状,同时气泡中的某些活泼气体如氧气等进入到金属表面的裂纹中,借助气泡凝结时放出的热量,使金属受到化学腐蚀作用,上述现象即为汽蚀。
离心泵的汽蚀现象是指被输送液体由于在输送温度下饱和蒸汽压等于或低于泵入口处(实际为叶片入口处的)的压力而部分汽化,引起泵产生噪音和震动,严重时,泵的流量、压头及效率的显着下降,显然,汽蚀现象是离心泵正常操作所不允许发生的。
避免汽蚀现象发生的关键是泵的安装高度要正确,尤其是当输送温度较高的易挥发性液体时,更要注意。
将Hs1值代入式中求得安装高度
Hg=Hs1-Hf0-1=0.78-1.5=-0.72m
Hg为负值,表示泵应安装在水池液面以下,至少比液面低0.72m。
汽蚀现象产生时,泵将产生噪音和振动,使泵的扬程、流量、效率的性能急剧下降,同时加速了材料的损坏,缩短了机件的使用寿命,因此,必须限制泵的吸入高度,防止液体大量汽化,以免发生汽蚀现象。

标签:离心泵

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