如何理解水泵的汽蚀余量与水泵的允许吸水高度的关系?
汽蚀余量应该是泵在工作时液体在叶轮的进口处因一定真空压力下会产生液体汽体,汽化的气泡在液体质点的撞击运动下叶轮等金属表面产生剥落,从而破坏叶轮等金属,此时真空压力叫汽化压力,气蚀余量是指在泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量。
1、泵在工作时液体在叶轮的进口处因一定真空压力下会产生汽体,汽化的气泡在液体质点的撞击运动下,对叶轮等金属表面产生剥蚀,从而破坏叶轮等金属,此时真空压力叫汽化压力,汽蚀余量是指在泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量,单位用米标注,用(NPSH)r。
2、吸程即为必需汽蚀余量Δh:即泵允许吸液体的真空度,亦即泵允许的安装高度,单位用米。 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。这就是说:允许吸水高度等于大气压力相当于的水柱高度(10.33m)减去汽蚀余量减去0.5米的安全量得到的。
3、汽蚀余量越大,则允许吸水高度就越低。
如果水泵的必须气蚀余量6米,在标准大气压的情况下水泵安装距离水面的高度不能大于4米。一般会考虑安全余量,建议水泵安装距离水面的高度不能大于2米。如果抽吸的水温度比较高,还要根据水的气化压力进行计算,降低安装高度。
进水管流速
V=4Q/(3.14D^2)=4*0.217/(3.14*0.45^2) =1.365 m/s
泵的允许安装高度:
H = H真-(KL/D+§1+2§2+§3)V^2/2/9.8
=6-(0.025*11/0.45+0.2+2*0.42+0.17)1.365^2/2/9.8=6-0.173 = 5.83 m
为了留有余地,防止泵的汽蚀,安装高度可选取4~5米,这个高度应从使用中吸水池最低水位算起的高度。
大气压力(海拔0米处约为10米水柱)﹣泵的必需汽蚀余量-吸上管路的损失-安全余量=吸上高度
需要注意的是这里的各个量单位需要都统一成多少米水柱。
泵的必需汽蚀余量指的是为了防止汽蚀,泵入口处的最小压力,一般以水柱为单位。
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:第一步依上式将由泵样本中查出的Hs1;第二步依下式将Hs1换算成H�0�8s
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,即泵允许吸液体的真空度,亦即泵允许的安装高度,单位用米。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。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2-3 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℃清水时离心泵的安装;
2 改为输送80℃水时离心泵的安装高度。
解:1 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=4.2 m。
2 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=47.4×103 Pa=4.83 mH2O
Hs1=5.7+10-10.33-4.83+0.24=0.78m
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
单级双吸离心泵
单级双吸离心泵为新型高效节能水泵,同等用能条件下,其运行效率可高出原水泵近20%
1. 结构紧凑 外形美观,稳定性好,便于安装。
2. 运行平稳 优化设计的双吸叶轮使轴向力减小到最低限度,且有优异水力性能的叶型,并经精密铸造,泵壳内表面及叶轮表面极其光华具有显著的抗汽蚀性能和高效率。
3. 轴 承 选用SKF及NSK轴承保证运行平稳,噪音低,使用寿命长。
4. 轴 封 选用BURGMANN机械密封或填料密封。能保证8000小时运行无泄漏。
5. 安装形式 装配时不需调整,可根据现场使用条件。分立式或卧式安装。
6. 加装自吸装置,可实现自动吸水,即不需安装底阀,不需真空泵,不需倒灌,泵可以启动。
式中:Hv——气蚀余量(m水柱); ha—— 当地大气压(m水柱); ;hv—— 当时水温下的气化压强(m水柱); hf——吸水管的总水头损失 (m水柱); Hs——从吸水池水面算起的水泵的安装高度(m水柱)。
气蚀余量与水泵进口压力有关(而与水泵出口压力无关),还与水泵的安装高度、水泵吸水管的总水头损失hf有关。题中数据不足。假定为标准大气压,ha=10.33(m水柱),hf=2(m水柱),安装高度Hs=3m,则气蚀余量为1.6米时水泵进口压强:
hv = ha - Hv - hf -Hs
=10.33-1.6-2-3=3.73 (m水柱)
真空值10.33-3.73=6.6(m水柱) 。当水泵进口压强降到3.73 (m水柱)时,它的气蚀余量才为1.6米。也就是说此时水泵进口真空值为6.6(m水柱)。