泵的汽蚀防止要点.docx
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泵的汽蚀防止要点
第四章 泵
思考题:
1.泵如何分类?
2.离心泵的主要过流元件有哪些?
功能是什么?
离心泵的主要部件有叶轮、转轴、吸人室、蜗壳、轴封箱和密封环等。
吸入室:
吸人室位于叶轮进口前,它把液体从吸入管吸入叶轮。
要求液体流过吸人室的流动损失较小,液体流人叶轮时速度分布均匀。
叶轮:
旋转叶轮吸入液体转换能量,使液体获得压力能和动能。
要求叶轮在流动损失最小的情况下使液体获得较多的能量。
蜗壳:
蜗壳亦称压出室,位于叶轮之后,它把从叶轮流出的液体收集起来以便送人排出管。
由于流出叶轮的液体速度往往较大,为减少后面的管路损失,要求液体在蜗壳中减速增压,同时尽量减少流动损失。
3.离心泵的流量、扬程、功率(输入功率)、轴功率的定义是什么?
流量:
泵在单位时间内输送出去的液体量。
扬程:
这里将欧拉方程表示为旋转叶轮传递给单位重量液体的能量,亦称理论扬程。
功率:
泵的功率通常指输入功率,即原动机传到泵轴上的轴功率。
4.灌泵的原因是什么?
若不灌泵,因泵内空气密度远小于液体,在一般离心泵的运行条件下,气体通过离心泵所得到的压升很小。
也就是叶轮入口处真空度很低,不足以吸进液池的液体
5.离心泵的欧拉方程是什么?
6.汽蚀的原因是什么?
(或汽蚀的机理、现象是什么?
)
液体汽化、凝结、冲击,形成高压、高压、高频冲击载荷,造成金属材料的机械剥裂与电化学腐蚀破坏的综合现象称为汽蚀。
7.汽蚀的危害是什么?
1、汽蚀使过流部件被剥蚀破坏;
2、汽蚀使泵的性能下降;
3、汽蚀使泵产生噪音和振动;
4、汽蚀也是水力机械向高流速发展的巨大障碍。
8.判断汽蚀的判据是什么?
NPSHa>NPSHr泵不发生汽蚀
NPSHa=NPSHr泵开始发生汽蚀
NPSHa9.提高离心泵本身抗汽蚀性能的措施有哪些?
1、提高离心泵本身抗汽蚀的性能:
a、提高离心泵的吸入口至叶轮叶片入口附近的结构设计;
b、采用前置诱导轮;
c、采用双吸式叶轮;
d、设计工况采用稍大的正冲角;
e、采用抗汽蚀的材料。
2、提高进液装置汽蚀余量的措施:
a、增加泵前储液罐中液面上的压力PA来提高NPSHa;
b、减小泵前吸上装置的安装高度坑Hg,可显著提高NPSHa;
c、将吸上装置改为倒灌装置,并增加倒灌装置的安装高度;
d、减小泵前管路上的流动损失△HA-S,亦可提高NPSHa.
10.提高离心泵进液装置抗汽蚀性能的措施有哪些?
11.离心泵调节中,改变泵的特性曲线的调节方法有哪些?
转速调节、切割叶轮外径调节、改变前置导叶叶片角度的调节、改变半开式叶轮叶片端部间隙的调节、泵的并联或串联调节。
12.离心泵调节中,改变装置的特性曲线的调节方法有哪些?
闸阀调节、液位调节、旁路分流调节。
13.启动泵之前的准备工作有哪些?
启泵的顺序(或程序)实怎样的?
准备工作:
启动前检查、充水、暖泵。
启泵的程序:
灌泵、关闭出口阀、开泵、开出口阀。
14.泵流动相似的条件是什么?
两泵流动相似应具备几何相似和运动相似,而运动相似仅要求叶轮进口速度三角形相似。
15.什么是相似工况?
16.写出泵的相似定律、比例定律的表达式.它们有什么作用?
17.写出比转速公式.
18.比转速有什么作用?
19.写出切割定律表达式.它有什么作用?
为了扩大其工作范围,可采用切割叶轮外径的方法,使工作范围由一条线变成一个面。
20.什么是切割对应工况?
21.离心泵叶轮被切割后,其抗汽蚀性能是否变化?
22.两台离心泵若流动相似,则其抗汽蚀性能是否一样?
原因是什么?
23.离心泵叶轮的出口安装角一般取多少?
24.按比转速是如何进行泵的分类的?
计算题:
1.掌握比转速的计算.
2.掌握叶轮切割后流量、扬程、功率、效率的变化计算(切割定律的应用).
3.掌握汽蚀的判断计算(或汽蚀余量计算、最大吸上真空度计算).
作业习题:
1.某化工厂需要三台水泵,其性能要求是:
第一台qv1=50m3/h,H1=100m,第二台qv2=400m3/h,H2=40m,第三台qv3=800m3/h,H3=18m,均选用n=1450r/min的叶轮外径,试问叶轮交流电动机驱动,试问如何初选泵型?
又若选出的第二台泵的扬程偏大,需要切割外径允许的最大切割量是多少?
相应的流量、扬程和效率约降低多少?
解:
(1)
第一台qv1=50m3/h,H1=100m,
第二台qv2=400m3/h,H2=40m,
第三台qv3=800m3/h,H3=18m,
均选用n=1450r/min
那么,由
得:
第一台,选用活塞泵,
第二台
,选用离心泵,
第三台
,选用轴流泵。
(2)
,那么由表4-3得:
叶轮外径允许的最大切割量为15%,即:
则,流量降低15%,扬程降低27.75%,效率降低1.5%。
2.某化工厂由储水池清水输送到高位水槽中,要求供水量为100m3/h。
储水池至泵的高度为2.5m,泵至高位水槽的高度为26m,其上装有带滤网的底阀1个,闸板阀1个,90°弯头2个,锥型渐缩过渡接管1个,压水管长40m,其上装有止回阀1个,闸板阀1个,90°弯头2个,锥型渐扩过渡接管1个。
要求选用恰当的水泵。
解:
∙选定管道直径
由
得:
其中
一般取吸水管中流速
,中流速
则吸水管直径
,取外径为219mm(内径210mm)。
出水管直径
,取外径为159mm(内径150mm)。
得到实际流速为:
吸水管中流速
出水管中流速
(2)水泵所需扬程
①吸水管阻力损失包括沿程阻力损失和局部阻力损失。
查得局部阻力损失系数为:
带滤网的底阀
,闸板阀
,90°弯头
,锥型渐缩过渡接管
,
吸水管阻力损失为:
②出水管阻力损失包括沿程阻力损失和局部阻力损失。
查得局部阻力损失系数为:
止回阀
,闸板阀
,90°弯头
,锥型渐扩过渡接管
,
出水管阻力损失为:
③水泵所需扬程
④水泵选型
考虑一定的余量,水泵扬程为:
1.08H=1.08×31=33.48m
流量为:
在单级离心泵型谱图上查得100-80-160,压头H=34m,流量
⑤校核
3.已知某化肥厂所选用的一台离心泵的性能为:
qv,(m3/h)
H(m)
NPSHr(m)
60
24
4
100
20
4.5
120
16.5
5
该厂当地的大气压头为10.35mH2O,查得年平均25℃下的清水的饱和蒸汽压力pv=3168Pa,泵前得吸入装置是储水池至泵的高度5m,吸入管径250mm,管长20m,沿程阻力系数为λ=0.02,其中有带滤网底阀一个ξ=8,闸板阀一个ξ=0.12。
90°弯管4个ξ=0.88,锥型渐缩过渡接管一个ξ=0.05。
该泵的使用流量范围在80-120m3/h,试问该泵在使用时是否发生汽蚀?
如果发生汽蚀,建议用户对吸入装置的设计应做什么改进,方可使其避免发生汽蚀?
解:
由式(4-17)得到
当
时,容易发生汽蚀,因为此时
大,
小,且
越大。
取工况
,此时若不汽蚀,
也不会汽蚀。
此时
。
会发生汽蚀。
改进方法:
①将
改为
;
②
③倒灌
④管路阻力损失减小
⑤