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除氧给水培训
给水除氧系统
第一篇给水系统
第一节离心泵基础知识
(一)水泵的主要性能参数
水泵的主要性能参数有流量Q、扬程H、转速n、功率P、效率η,比转速ns及汽蚀余量NPSH等。
1、流量
单位时间内水泵所输送出的液体数量称为水泵的流量。
其数量是用体积表示的,称为体积流量,用Q表示,单位为m3/s;其数量用重量表示的,称为重量流量,用G表示,单位为kg/s。
G=ρgQ
2、扬程
单位质量的液体通过水泵所获得的能量增加值称为水泵的扬程,即泵吸入及压出的单位液体能量之差,用H表示,单位为Pa,习惯上也常用液柱高度m表示。
H=(p2-p1)/ρg
3、转速
泵轴每分钟旋转的次数称为转速,用n表示,单位为r/min。
水泵的转速越高,它所输送的流量与扬程也就越大。
增高转速可以减少叶轮级数,缩小叶轮直径,从而使水泵的尺寸大为缩小,重量大为减轻。
目前较为普遍采用的是高转速的给水泵,其转速已达7500r/min左右。
4、功率
水泵的功率通常指输入功率,即由原动机传给水泵泵轴上的功率,一般称之为轴功率,用P表示,单位KW。
轴功率不可能全部被利用来提高液体的能量,其中一部分功率消耗在各种损失上,只有一部分功率被有效利用。
被有效利用的功率称为有效功率,即泵的输出功率,用Pe表示。
原动机的输出功率称为原动机功率,用Pg表示,由于考虑水泵运行时可能出现的超负荷情况,通常原动机功率选择的要比轴功率大些,即Pg>P>Pe。
Pe=qmgh/1000
5、效率
如前所述,水泵有各种损失,要消耗一定的能量,因此轴功率不可能全部转变为有效功率。
我国把有效功率Pe与轴功率P之比称为水泵的效率,用η表示。
可见,水泵的效率越高,在轴功率中被有效利用的功率就越多,损失的功率就越小,水泵的经济性就越高。
水泵的效率视其大小、型式、结构的不同而异,离心式水泵的效率在0.62~0.92的范围内,轴流式水泵的效率在0.74~0.89之间。
6、比转数
在设计制造水泵时为了将各种流量和扬程的水泵进行比较,可以把一个水泵的尺寸按几何相似原理成比例的缩小为一个扬程为1米,功率为1马力(流量为75L/s)的模型泵,该模型泵的转数就是这泵的比转数,用ns表示。
ns=3.65
比转数和泵的入口直径和出口宽度有关,随着泵的入口直径和出口宽度增加,比转数增加。
因此可以用比转数对泵进行分类:
ns=30~300为离心泵;ns=300~500为混流泵;ns=500~1000为轴流泵。
在离心泵中ns=30~80为低比转数离心泵;ns=80~150为中比转数离心泵;ns=150~300为高比转数离心泵。
(二)离心泵的分类
按工作叶轮数目可分为:
单级泵、多级泵。
按工作压力可分为:
低压泵、中压泵、高压泵
按叶轮进水方式可分为:
单吸泵、双吸泵。
按泵壳结合缝形式可分为:
水平中开式泵、垂直结合面泵。
按泵轴位置可分为:
卧式泵、立式泵。
按叶轮出来的水引向压出室的方式可分为:
蜗壳泵、导叶泵。
按泵的转速可否改变可分为:
定速泵、调速泵。
(三)离心泵组成部件及结构形式
1、离心泵的组成部件
离心泵的结构形式虽繁多,但由于作用原理相同,所以其主要零部件的形状是相近的。
(1)叶轮
叶轮是离心泵的关键部件,它要求以最小的损失将来自原动机的能量传递给液体的零件。
叶轮型式有封闭式、半开式及开式三种。
封闭式叶轮有单吸式及双吸式两种。
封闭式叶轮由前盖板、后
盖板、叶片及轮毂组成。
在前后盖板之间装有叶片形成流道,液体由叶轮中心进入沿叶片间流道向轮缘排出。
一般用于输送清水,电厂中的给水泵、凝结水泵、工业水泵等均采用封闭式叶轮。
双吸式叶轮具有平衡轴向力和改善汽蚀性能的优点。
半开式叶轮只有后盖板,而开式叶轮前后盖板均没有。
半开式
和开式叶轮适合于输送含杂质的液体。
如电厂中的灰渣泵、泥浆泵。
离心泵的能量传递主要依靠旋转叶轮对流体做功,而叶轮对流体
做功的效果还要看叶轮中叶片的型式,离心泵的叶片形状、弯曲形式对泵的扬程、流量、效率有很大影响。
离心泵叶轮叶片的型式:
1叶片弯曲方向和叶轮旋转方向相反,其叶片出口的几何角小
于90度,称为后弯式叶片。
2叶片弯曲方向和叶轮旋转方向相同,其叶片出口的几何角大
于90度,称为前弯式叶片。
3叶片弯曲方向沿叶轮的径向展开,其叶片出口的几何角等于
90度,称为径向式叶片。
由于后弯式叶片流动效率和流道效率高,叶片性能稳定,所以离
心泵叶片目前都采用后弯式,叶片数目在6—12片之间,叶片型式有圆柱形和扭曲形。
(2)吸入室
吸入室使液体以最小的损失均匀地从吸入管路中进入叶轮。
因为
吸入室是在叶轮的前面,对液体进入叶轮的流动会产生很大的影响,且吸入室中的水力损失会影响到离心泵的汽蚀性能,因此要求液体流过吸入室时水力损失应最小,且速度分布均匀。
吸入室通常有三种结构形式:
锥形管吸入室、园环形吸入室、半螺旋形吸入室。
锥形管吸入室——适用于单级单吸式离心泵
园环形吸入室——适用于多级离心泵
半螺旋形吸入室——适用于双吸式离心泵
(3)压出室
压出室的作用:
①是将从叶轮中流出来的液体收集起来,均匀地送往泵的出口或次级叶轮的入口;②是使液体的速度降低,把一部分的动能转化为压力能,以使出水管路或次级叶轮入口流速降低,从而减少水力损失。
离心水泵内的水力损失大部分集中在压出室中。
压出室结构形式主要有:
螺旋形(螺壳或涡形体)压出室、环形压出室。
螺旋形压出室具有制造方便,效率高的特点。
它适用于单级单吸、单级双吸离心泵以及多级水平中开式离心泵。
环形压出室在节段式多级泵的出水段上采用。
环形压出室的流道断面面积是相等的,所以各处流速就不相等。
因此,不论在设计工况还是非设计工况时总有冲击损失,故效率低于螺旋形压出室。
(4)径向导叶及流道式导叶
这两种导叶广泛应用于节段式多级离心泵上。
它们除具有压出室的降低液体流速扩压、减少阻力损失的功能外,还可使径向流出的液体转变成轴向,流入下一级叶轮继续升压。
离心泵的叶轮、吸入室、压出室和导叶统称为泵的过流部件。
(5)密封环(口环、卡圈)
由于叶轮旋转时将能量传递给液体,泵体内各处的液体的压力是不相等的,因而在泵体中便形成了高压区和低压区。
同时由于结构上的需要,在泵体内动静部分之间是有很多间隙的。
当间隙前后有压差存在时,液体在压差的作用下就会由高压区向低压区流动。
为了减少高压区的液体向低压区流动,在泵体和叶轮上分别安装了密封环(或卡圈)。
电厂常见的密封环形状有普通圆柱形、迷宫形、锯齿形。
普通园柱形密封环加工简单,配合容易,更换方便,是电厂低压离心泵常用的形式,因其沿程阻力小,液体泄漏量相对较大。
迷宫形和锯齿形密封环加工复杂,检修工艺要求高,这两种形式的密封环在电厂高压离心泵上采用较为广泛。
(6)轴封机构
旋转的泵轴和固定的泵体间的密封机构称为轴封机构,其作用主要是防止高压液体从泵中大量漏出,以及空气进入泵的吸入端。
离心泵中常见的轴封机构有带骨架的橡胶密封、填料密封、机械密封、迷宫式密封、浮动环密封。
1填料密封
下图为带水封环的填料密封结构。
它由填料箱4、水封环5、填
料3、压盖2和压紧螺栓等组成,是目前普通离心泵最常用的一种轴封结构。
填料密封的密封效果可用拧紧压盖螺栓进行调整。
填料密封
放置水封环,其目的是当泵内吸人口处于真空情况时,向水封
环内注入密封水,起到水封、减少泄漏作用,并起冷却和润滑的作用。
填料密封的特点是安装方便、使用寿命长等。
最大缺点是只适用
于低速,即使纯金属填料也只适用于:
圆周速度小于25m/s的转轴。
②机械密封
机械密封是无填料的密封装置,它是靠固定在轴上的动环和固定在泵壳上的静环,以及两个端面的紧密接近(由弹簧力滑推,同时又是缓冲补偿元件)达到密封的。
在机械密封装置中,压力轴封水一方面顶住高压泄出水,另一方面窜进动静环之间,维持一层流膜,使动静环端面不接触。
由于流动膜很薄,且被高压水作用着,因此泄出水量很少,这种装置只要设计得当,保证轴封水在动、静环端面上形成流动膜,也可满足“干转”下的运转。
机械密封的摩擦耗功较少,一般为填料密封摩擦功率的10%~15%,且轴向尺寸不大。
机械密封
1、弹簧座2、弹簧3、传动销4、动环密封圈5、动环
6、静环7、静环密封圈8、防转销
机械密封装置对水质的要求较高,当水质恶化时,由于机械密封装置的循环管系比较细,使机械密封装置急易堵塞造成机械密封液温度升高,因此必须加强对水质的监督。
当机组处于经常性的负荷调整,使给水泵处于变工况状态或给水泵经常处于启停状态时,导致给水泵泵轴的瞬间窜动,使给水泵动静环间的间隙过小,不足以形成流动膜,而造成动静环的干摩擦,使机械密封装置损坏。
因此在运行中应尽量减少大幅度的调整,防止机械密封装置损坏。
(7)轴向力平衡机构
离心泵在运行时,由于作用在叶轮两侧的压力不相等,尤其是高压水泵,会产生一个很大的压差作用力,此作用力的方向与离心泵转轴的轴心线相平行,故称为轴向力。
轴向力的组成:
作用在叶轮上指向叶轮入口的轴向力、作用在后盖板上的动反力,对于立式水泵,转子的重力也是轴向力的一部分。
十分明显,如果不设法消除和平衡叶轮上的轴向力,泵的转子在轴向力的推动下将发生窜动,转子与泵体会发生摩擦,使泵不能正常工作,因此必须采取措施克服轴向力以限制转子的轴向窜动。
轴向力的平衡方式:
①采用双吸叶轮和对称排列的方式平衡轴向力
②采用平衡孔和平衡管平衡轴向力
③采用平衡盘平衡轴向力,在单吸多级泵中迭加的轴向力很大,一般采用平衡盘或平衡鼓的方法来平衡轴向力
4采用止推轴承的方法来平衡部分轴向力
离心泵的平衡盘装置的构造及工作原理:
平衡盘装置由平衡盘、平衡座和调整套(有的平衡盘和调整套为一体)组成,见下图。
分段式多级泵平衡盘装置
从末级叶轮出来的带有压力的液体,经平衡座与调整套间的径向
间隙流入平衡盘与平衡座间的水室中,使水室处于高压状态。
平衡盘后有平衡管与泵的入口相连,其压力近似为泵的入口压力。
这样在平衡盘两侧压力不相等,就产生了向后的轴向平衡力。
轴向平衡力的大小随轴向位移变化、调整平衡盘与平衡座间的轴向间隙(即改变平衡盘与平衡座间水室压力)而变化,从而达到平衡的目的。
但这种平衡经常是动态平衡。
电厂高压给水泵轴向力平衡方式:
给水泵轴向推力由平衡盘与双向推力轴承共同来平衡,限制转轴的轴向位移。
正常运行时,平衡盘基本上能平衡大部分的轴向推力,而双向推力轴承一般只承担轴向推力的5%左右。
(8)轴承部件
轴承是支承离心泵转子的部件,它承受径向和轴向载荷。
根据轴承结构的不同,轴承可分为滚动轴承及滑动轴承两大类。
①滚动轴承滚动轴承的优点是:
轴承磨损小,因而轴不会因轴承磨损而下沉很多;轴承间隙小,因而易保证轴的对中性;互换性好,有利于维修;摩擦系数小,泵的启动力矩小;轴承的轴向尺寸小。
滚动轴承的缺点:
承担冲击的能力较差,在高速时易振动产生噪音;安装要求精确度高;滚珠的工作能力随滚珠分离圈线速度的增加而减少。
不承受轴向力或承受部分轴向力。
②滑动轴承滑动轴承的主要特点:
工作可靠,运行平稳无噪音;因为润滑油膜具有吸振能力,所以能够承受较大的冲击载荷。
与滚动轴承相比,滑动轴承结构复杂,零件较多,体积较大,因此多用在高转速、大功率离心泵上。
(9)泵轴
泵轴是泵转子的主要零件,轴上装有叶轮、轴套等零件,借轴承支承在泵体重高速回转。
离心泵储了上述主要零部件外,还有轴承托架、联轴器等零部件。
2、离心泵的结构形式
离心泵的结构形式繁多,电厂常用的主要有以下三种形式。
(1)单吸单级泵
它在电厂应用很广泛。
一般流量在5.5~300m3/h,扬程在8~150mH2O。
泵轴一端在托架内,用滚动轴承支承;另一端则为悬臂端,其上装有叶轮,所以称为悬臂泵。
轴封机构采用填料密封,在叶轮上均采用平衡孔以平衡轴向力。
(2)双吸单级离心泵
双吸单级泵实际上等于两个相同的叶轮背靠背地装在同一根轴上并联地工作。
这种泵不但流量大,而且能自动地平衡轴向力。
双吸单级离心泵通常采用半螺旋形吸入室,泵体水平中开,大泵一般采用滑动轴承,小泵则采用滚动轴承。
一般流量在120~20000m3/h,扬程在10~110mH2O。
(135MW工业水泵、射水泵)
(3)分段式多级离心泵
分段式多级离心泵用途较广泛,电厂锅炉给水泵大部分采用这种结构形式的给水泵,这种形式的泵实际上等于将几个叶轮装在同一根泵轴上串联地工作,所以泵的扬程较高。
每个叶轮均有相应的导叶,第一级叶轮一般为单吸式,但为改善泵汽蚀性能,常将第一级叶轮制成双吸式或入口为大直径的叶轮,也有的在第一级叶轮前面加装诱导轮。
为了平衡轴向力,在末级叶轮后面装有平衡盘,这种泵的整个转子在工作时可以左右窜动,靠平衡盘自动将转子维持在平衡位置上。
这种泵流量一般在5~720m3/h。
(四)离心泵的性能曲线及工作点
1、离心泵的性能曲线
离心泵的主要参数有流量、扬程、转速、功率和效率,这些工作参数之间存在一定的联系和内部规律。
通常情况下,流量与转速成正比关系,扬程与转速的平方成正比关系,功率与转速的3次方成正比。
在转速固定不变的情况下,将离心泵的扬程、轴功率、效率及必须汽蚀余量随流量的变化关系用曲线来表示,这些曲线称为离心泵的性能曲线。
离心泵的性能曲线有:
流量-扬程关系曲线(Q-H)、流量-轴功率关系曲线(Q-N)、流量-效率关系曲线(Q-η)及流量-必需汽蚀余量关系曲线(Q-△hr)等。
其中最重要的是Q-H曲线,其它曲线都是在它的基础上绘制的。
泵的性能曲线
上图为泵特性曲线,分析水泵的性能曲线可知:
①当流量等于零时,扬程不等于零,在这种情况下离心泵中液体在叶轮旋转下仍然提高了压力能,此时的扬程称为关死点扬程。
在流量为零时,轴功率不等于零,这部分功率是离心泵的空载功率,它消耗在泵的各种损失上。
由于阀门关闭流量为零,所以泵的效率等于零。
②Q-η曲线上有一最高点ηmax,泵在此工况下运行经济性最高。
所以选择水泵时,应考虑将来它们能经常运行在最高效率点及其附近区域。
一般规定工况点的效率应不小于最高效率的0.85~0.90。
据此得出的工作范围,称为经济工作区域或最高效率区。
③水泵的Q-H性能曲线形状有三种:
a.平坦形状:
即流量变化较大时,扬程变化较小,适用于流量变化大而要求扬程变化小的情况,如给水泵。
b.陡降的性能曲线:
流量变化不大时扬程变化较大,适用于扬程变化大而流量变化小的情况,如循环水泵。
c.具有驼峰状的性能曲线:
在上升段工作是不稳定的,所以我们不希望性能曲线出现上升段,或者虽出现上升段区域但越窄越好。
2、管路性能曲线
水泵的性能曲线反映了泵本身的性能,曲线上每个点都对应一个工况。
当把泵安装在管路系统中时,泵的工作点则是由泵和管路系统的特性共同决定的。
对一定的管路系统来说,通过的流量越多,需要外界提供的能量越大。
管路特性曲线的形状取决于管路布置、流体性质和流体阻力等。
管路系统的特性系数B,对于给定的管路系统,它是一个常数,当管路中阀门开度变化后,管路系统的特性系数B发生变化,管路性能曲线的形状也会随之而变。
例如关小阀门,B值增大,管路性能曲线将变陡。
管路阻力特性曲线
3、泵的工作点:
离心泵的性能曲线和管路性能曲线的交汇点,称为泵的工作点。
下图中M点即为离心泵的稳定工作点。
泵的运转工作点
稳定工作点表示泵扬程与泵装置的阻力相等,即单位液体经过泵所得到的能量等于把单位重量液体所做的功。
假如泵在比M点流量大的B点运转,则泵装置的阻力大于泵扬程,液体因得到的能量小于液体需作的功而减速,流量减少,工况点B沿泵特性曲线向M点移动;反之,如果泵在流量小于M点的A点运转,则泵装置的阻力小于泵扬程,液体从泵得到的能量除用于做功外,还有剩余,液体加速,流量增大,A点向M点靠近。
4、离心泵的串并联
(1)离心泵的串联运行
液体依次通过两台以上离心泵向管道输送的运行方式称为串联运行。
串联运行的特点是:
每台水泵所输送的流量相等,总的扬程为每台水泵扬程之和。
串联运行时,泵的总性能曲线是各泵的性能曲线在同一流量下各扬程相加所得点相连组成的光滑曲线,其工作点是泵的总性能曲线与管道特性曲线的交点。
水泵串联运行时,其扬程成倍增加,但管道的损失并没有成倍的增加,故富余的扬程可使流量有所增加。
但产生的总扬程小于它们单独工作时的扬程之和。
水泵串联的条件是:
①两台水泵的设计出水量应该相同,否则容量较小的一台会发生严重的过负荷或限制了水泵的出力。
②串联在后面的水泵(即出口压力较高的水泵)结构必须坚固,否则会遭到损坏。
在泵装置中,当一台泵的扬程不能满足要求或为了改善泵的汽蚀性能时,可考虑采用泵串联运行方式,如前置泵。
(2)离心泵的并联运行
两台或两台以上离心泵同时向同一条管道输送液体的运行方式称为并联运行,即母管制运行方式。
并联运行的特点是:
每台水泵所产生的扬程相等,总的流量为每台泵流量之和。
并联运行时泵的总性能曲线是每台泵的性能曲线在同一扬程下各流量相加所得的点相连而成的光滑曲线。
泵的工作点是泵的总性能曲线与管道特性曲线的交点。
水泵并联时,由于总流量增加,则管道阻力增加,这需要每台泵都提高它的扬程来克服这个新增加的损失压头,故并联运行时,压力较一台运行时高一些;而流量同样由于管道阻力的增加而受制约,所以总是小于各台水泵单独运行下各流量之和,且随着并联台数的增多,管路特性曲线愈陡直以及参与并联的水泵容量愈小,流量减少得更多。
并联运行的离心泵应具有相似而且稳定的特性曲线,并且在泵的出口阀门关闭的情况下,具有接近的出口压力。
特性曲线差别较大的泵并联,若两台并联泵的关死扬程相同,而特性曲线陡峭程度差别较大时,两台泵的负荷分配差别较大,易使一台泵过负荷。
若两台并联泵的特性曲线相似,而关死扬程差别较大,可能出现一台泵带负荷运行,另一台泵空负荷运行,白白消耗电能,并且空负荷运行泵易汽蚀损坏。
当几台泵并列运行,这时如一台泵突然停止转动,同时泵的逆止门不严时,就会引起泵的倒转。
泵倒转时会造成母管压力降低,容易引起叶轮串动、轴套松弛,严重时会使动静部分摩擦而损坏。
泵发生倒转时,应关闭泵的出口阀门,使转子静止,禁止在出口门未关严情况下关闭进口门,防止泵人口侧超压。
严禁在泵倒转的情况下启动这台泵,否则不仅会引起系统冲击,发生水锤现象,使设备损
坏,而且会因启动力矩过大,将电机烧毁。
5、离心泵的汽蚀及汽蚀余量
水泵在运行中发生汽蚀后,轻者,流量和扬程下降,严重时,泵不能维持正常工作。
经常受到汽蚀作用的叶轮将很快损坏。
因此,了解汽蚀现象及其危害性,掌握防止汽蚀发生的措施,是非常重要的。
⑴汽蚀现象对泵的影响
水泵在运行时,当泵内某一区域的压力减小到水温所对应的饱和压力以下时,水将发生汽化,产生气泡。
随着水流的运动,低压区的这些气泡被带到高压区时,又会突然凝聚,气泡破裂,体积急剧收缩,四周的高压水高速填补原来气泡所占据的空间,形成了局部水力冲击,压力可达数百兆帕,且频率也很高,可达每秒数千次。
如果气泡溃灭发生在金属附近,则形成了对金属材料的打击。
这种反复性的冲击如果持续下去,叶轮的表面将很快产生蜂窝形状的点蚀,然后逐渐扩大,使叶轮受到严重的损伤而破坏。
泵内反复地出现液体汽化和凝积的过程而引起金属表面受到破坏的现象称为汽蚀现象。
在离心泵的叶轮入口处是低压区,是最容易发生液体汽化的位置,而高压区又在叶片出口处,因此受到汽蚀破坏的部位常常是叶轮(或叶片)出口处。
泵内发生汽蚀时,由于气泡的破裂和高速冲击,会引起严重的噪声和振动,而泵组的振动又会促使空泡的发生和溃灭,两者的相互作用有可能引起汽蚀共振。
泵在汽蚀工况下运行,空泡破灭时产生的高压力,频繁的打击在过流部件上,使材料受到疲劳,产生机械剥蚀。
同时,在液体汽化过程中溶解于液体中的空气被析出,而空气中的氧气借助汽蚀过程所产生的热量,对材料产生腐蚀。
所以汽蚀发生时,在机械剥蚀和化学腐蚀的共同作用,使材料受到损害的。
泵内汽蚀严重时,产生的大量气泡会堵塞流道的面积,减少流体从叶片中获得的能量,导致扬程下降,效率降低,甚至会使水泵的出水中断。
⑵汽蚀余量
泵的汽蚀余量分为有效汽蚀余量和必需汽蚀余量。
①有效汽蚀余量
有效汽蚀余量亦称装置汽蚀余量,它表示液体由吸入液面流至泵吸入口处,单位重量具有的超过饱和蒸汽压力的富余能量用△ha表示,或以符号[NPSH]s表示。
影响有效汽蚀余量的因素有吸入液面的表面压力,被吸液体的密度,泵的几何安装高度,还有管路的阻力损失等。
总之,有效汽蚀余量由泵吸入侧管路系统决定,与泵本身无关,在给定的吸入条件下,有效汽蚀余量是可以计算得到的。
有效汽蚀余量越大,说明泵吸入口处单位重量液体所具有的超过饱和蒸汽压力的富余能量越大,这样出现汽蚀的可能性不会太大。
②必需汽蚀余量
有效汽蚀余量的大小并不能说明泵是否产生气泡,发生汽蚀。
因为有效汽蚀余量仅指液体从吸入液面流至泵吸入口处所具有的超过饱和蒸汽压力的富余能量,但泵吸入口处的液体压力并不是泵内压力最低处的液体压力。
液体从泵吸入口流至叶轮进口的过程中,能量没有增加,它的压力还要继续降低。
这一方面是由于过流断面的逐渐收缩,流速增大而造成;另一方面由于泵吸入口到叶片入口处的流动阻力也会造成液体压力的进一步降低。
所以我们把单位重量的液体从泵吸入口流至叶片进口压力最低处的压力降,称为必需汽蚀余量,用△hr表示,用符号[NPSH]r表示。
③泵在小流量工作时,泵供给的扬程较大,而泵的效率较低,所以泵内的损失较大,泵内的水流几乎在绝热下压缩,除了水流在泵中获得一定能量外,其余的耗功都转化为热能,当泵流量较小是不能把热量带走时,就会导致水流温度升高。
(3)吸上真空高度
水泵吸入口处的真空值,称为泵的吸上真空高度,用Hs表示,泵的吸上真空高度对于汽蚀是一个重要的因素。
卧式泵轴心线距液面的垂直距离称作水泵的几何安装高度,用Hg表示,是影响泵工作性能的一个重要因素。
有些泵由于安装高度较大,以至于泵内汽蚀,甚至安装高度过大造成吸不上液体,使泵无法工作。
泵的吸上真空高度与泵的几何安装高度、泵吸入口流速、吸入口阻力损失及吸入液面压力有关。
倘若吸入液面压力不变,吸上真空高度随着几何安装高度的增加而增大。
如果Hs增大到某一数值时,泵内开始气化,继而影响泵的工作。
对应于这一工况的吸上真空高度,称为最大吸上真空高度,以Hsmax表示。
为保证泵内不发生汽蚀,一般规定留有一定的安全量0.3m,即[Hs]=Hsmax-0.3,泵在运行时入口的真空度不能超过允许的吸上真空高度[Hs]。
为了获得足够的允许的几何安装高度,吸入管路内的液体的流速不能太高,管道阻力损失不能太大,管路内产生局部阻力的装置应尽可能减少。
另外,为保证离心泵运转的可靠性,离心泵的几何安装高度应该以水泵运行时可能出现的最大工况流量进行计算。
(4)提高泵抗汽蚀性能的措施
改善泵的吸入性能,提高泵的抗汽蚀性能的措施,主要从提高有效汽蚀余量和降低必需汽蚀余量两个方面入手。
1提高有效汽蚀余量的措施
a降低管路的阻力损失
b降低泵的几何安装高度
c设置前置泵
d装设诱导轮
②降低必需汽蚀余量的措施
a首级叶轮采用双级叶轮,使叶轮吸入口的液体流速降低一
半。
b增大首级叶轮的进口直径和增大叶轮叶片进口宽度,以降低
叶轮入口部分液体流速。
c选择合适的叶片数和冲角,以改善叶轮的汽蚀性能。
d适当放大叶轮前盖板处液流转弯半径,降低叶片入口的局部
阻力损失。
6、离心泵的各种能量损失
(1)机械损失和机械效率
机械损失主要包括轴与轴承、轴端密封的摩擦损失和叶轮圆盘
与流体之间的摩擦损失两部分。
轴与轴承、轴端密封的摩擦损失与轴承的