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泵的汽蚀现象分析及管理
发布时间:2009/6/15  阅读次数:1372  字体大小: 【】 【】【
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一、 汽蚀现象
液体在一定温度下,降低压力至该温度下的汽化压力时,液体便产生汽泡。把这种产生气泡的现象称为汽蚀。汽蚀时产生的气泡,流动到高压处时,其体积减小以致破灭。这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。
泵在运转中,若其过流部分的局部区域(通常是叶轮叶片进口稍后的某处)因为某种原因,抽送液体的绝对压力降低到当时温度下的液体汽化压力时,液体便在该处开始汽化,产生大量蒸汽,形成气泡,当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时,气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。在气泡凝结破裂的同时,液体质点以很高的速度填充空穴,在此瞬间产生很强烈的水击作用,并在水泵中产生气泡和气泡破裂使过流部件遭受到破坏的过程就是水泵中的汽蚀过程。水泵产生汽蚀后除了对过流部件会产生破坏作用以外,还会产生噪声和振动,并导致泵的性能下降,严重时会使泵中液体中断,不能正常工作。
二、泵汽蚀基本关系式
泵发生汽蚀的条件是由泵本身和吸入装置两方面决定的。因此,研究汽蚀发生的条件,应从泵本身和吸入装置双方来考虑,泵汽蚀的基本关系式为
NPSHc≤NPSHr≤[NPSH]≤NPSHa
NPSHa=NPSHr(NPSHc)——泵开始汽蚀
NPSHa NPSHa>NPSHr(NPSHc)——泵无汽蚀
式中 NPSHa——装置汽蚀余量又叫有效汽蚀余量,越大越不易汽蚀;
NPSHr——泵汽蚀余量,又叫必需的汽蚀余量或泵进口动压降,越小抗汽蚀性能越好;
NPSHc——临界汽蚀余量,是指对应泵性能下降一定值的汽蚀余量;
[NPSH]——许用汽蚀余量,是确定泵使用条件用的汽蚀余量,通常取[NPSH]=(1.1~1.5)NPSHc。
三、装置汽蚀余量的计算
NPSHa=Ps/ρg+Vs/2g-Pc/ρg=Pc/ρg±hg-hc-Ps/ρg
四、 防止发生汽蚀的措施
欲防止发生汽蚀必须提高NPSHa,使NPSHa>NPSHr可防止发生汽蚀的措施如下:
1. 减小几何吸上高度hg(或增加几何倒灌高度);
2. 减小吸入损失hc,为此可以设法增加管径,尽量减小管路长度,弯头和附件等;
3. 防止长时间在大流量下运行
4. 在同样转速和流量下,采用双吸泵,因减小进口流速、泵不易发生汽蚀;
5. 泵发生汽蚀时,应把流量调小或降速运行;
6. 泵吸水池的情况对泵汽蚀有重要影响;
7. 对于在苛刻条件下运行的泵,为避免汽蚀破坏,可使用耐汽蚀材料
一、离心泵的汽蚀现象

  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、压头及效率的显著下降,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。

  二、离心泵的安装高度Hg

  允许吸上真空高度Hs是指泵入口处压力p1可允许达到的最大真空度
  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: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΄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。

  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℃清水时泵的安装;

  (2) 改为输送80℃水时泵的安装高度。

  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。



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