离心泵的汽蚀现象与安装高度
2018-08-26 02:38:06
一、离心泵(Centrifugal pump)的汽蚀现象
离心泵(Centrifugal pump)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(Centrifugal pump)正常操作控制所不允许发生的。杭州南方由于叶轮进口不可能形成绝对真空，因此离心泵吸水高度不能超过10米，加上水流经吸水管路带来的沿程损失，实际允许安装高度（水泵轴线距吸入水面的高度）远小于10米。避免汽蚀现象发生的关键是泵的安装高度要正确，尤其是当输送温度比较高的 易挥发性液体时，更要注意(attention)。日常所见的离心泵多为卧式多级离心泵和立式多级离心泵，其工作原理都是相同的，故本文具备参考价值。
二、离心泵(Centrifugal pump)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(attention)的是泵样本中给出的Hs值是 用清水为工作介质(起决定作用的物质)，操作控制条件为20℃及及压力为1.013×105Pa时的值，当操作控制条件及工作介质(起决定作用的物质)不同时，需进行换算。
(1)输送清水，但操作控制条件与实验条件不同，可依下式换算
Hs1＝Hs＋(Ha－10.33)－(H&uPHOTOSHOPilon;－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(Deep well pump)，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(Deep well pump)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(Centrifugal pump)从样本上查得允许吸上真空高度Hs=5.7m。南方泵业开动前，先将泵和进水管灌满水，水泵运转后，在 叶轮高速旋转而产生的离心力的作用下，叶轮流道里的水被甩向四周，压入蜗壳，叶轮入口形成真空，水池的水在外界大气压力下沿吸水管被吸入补充了这个空间。继而吸入的水又被叶轮甩出经蜗壳而进入出水管。南方泵业股份有限公司是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的 机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加，主要用来输送液体包括 水、油、酸碱液、 乳化液、悬乳液和 液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。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=4.2m。南方泵业由此可见，若离心泵叶轮不断旋转，则可连续吸水、压水，水便可源源不断地从低处扬到高处或远方。综上所述，离心泵是由于在叶轮的高速旋转所产生的离心力的作用下，将水提向高处的。
(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)－(H&uPHOTOSHOPilon;－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
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。杭州南方由于叶轮进口不可能形成绝对真空，因此离心泵吸水高度不能超过10米，加上水流经吸水管路带来的沿程损失，实际允许安装高度（水泵轴线距吸入水面的高度）远小于10米。