水泵允许吸上真空高度与气蚀余量有何联系
水泵吸入口断面的真空度称为吸上真空高度,为保证水泵不发生气蚀,需要控制水泵的吸上真空高度低于某个限制值,这个限制值即为离心式水泵生产厂家给定的允许吸上真空高度;而气蚀余量则是水泵吸入口的总水头距离泵内压力最低点发生汽化尚剩余的水头(即实际气蚀余量),为保证不发生气蚀,此剩余水头必须大于规定的必须气蚀余量 (吸入口至压力最低点的压力损失加上一定的安全余量)。可见,允许吸上真空高度和必须气蚀余量是从不同的角度来控制水泵不发生气蚀的条件。
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。单位为米液柱,用(NPSH)r表示。
吸程即为必需气蚀余量Δ/h:即泵允许吸液体的真空度,亦即泵允许几何安装高度。单位用米。吸程=标准大气压(10.33米)--气蚀余量--管道损失--安全量(0.5)标准大气压能压上管路真空高度10.33米
例如:某泵气蚀余量为4.0米,求吸程Δh
解:Δh=10.33-4.0-H-0.5=5.83米
这些因素包括:吸水管管路摩擦阻力、环境大气压强、水温等等
简单来说就是大气压强-汽蚀余量-管阻-水温下的饱和蒸汽压=最大吸程
A代表available有效的,可以提供的,这个由系统和管路决定,必须经过严格计算;
r代表required必需的,由泵本体决定,具体与转速,叶轮形式等有关;
要保证泵不气蚀,NPSHa必须大于NPSHr。
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,或用符号〔NPSH〕r表示。
必需汽蚀余量与吸入管路装置系统无关,它只与泵吸入室的结构、液体在叶轮进口处的流速等因素有关,所以必需汽蚀余量由泵入口各因素决定。
必需汽蚀余量,是液体从泵吸入口流至叶片进口压力最低处的压力降,所以△hr越大,则表示压力降也大,泵的抗汽蚀能力越差,反之抗汽蚀能力就高。
3.有效汽蚀余量和必需汽蚀余量的关系
有效汽蚀余量在吸入管路系统确定后,它随流量增大而降低。必需汽蚀余量在吸入室、叶轮入口形状已定的情况下,它随流量的增大而升高。所以要使泵压力最低点处不发生汽化,必需使有效汽蚀余量大于必需汽蚀余量,即△ha>△hr。
1)改变叶轮形状的设计及优化叶轮的结构参数,改善汽蚀产生的外部条件;
2)叶片及其他水流经的部件应选用抗汽蚀性能良好的材料;
3)减少吸入管的压力损失∑h、吸入管路系统包括底阀、虑水器、管路、弯头、等,使这些部位的安装设计合理,减少损失,也是降低水泵发生汽蚀现象的重要途径;
4)减少泵本身必须的汽蚀余量,为此,可适当加大手级叶轮吸入口直径,或采用无底阀排水。(2)使用方面。
1)在安装允许的条件下,尽量减小泵的吸水高度。这样使泵运行中的允许汽蚀余量更大些。一般情况下安装高度在2~3.5m时,降低泵发生汽蚀现象。
2)降低井水的密度,含煤粉和泥沙的矿井水,为了减小矿水密度以减少泵的汽蚀,应在矿井排水之前做沉淀处理。
3)减小水流进泵吸入口的平均流速。
式中:H大——大气压,通常取10米水柱;hva ——饱和蒸汽压,摄氏20度时,0.24米水柱;H余——汽蚀余量为2.5米;hf——吸水管水头损失,视具体情况而定,本例假设 hf=2米。则允许的最大安装高度
h = H大 -hva - H余-hf=10-2.5-hf =10-0.24-2.5-2=5.26米
安装时通常比计算值更小些,可采用2~4米,视具体情况而定。
注意:“汽蚀余量”与“允许吸上真空高度”是不同的概念。 汽蚀余量 H余 与允许吸上真空高度 Hs 的关系为:
H余+Hs = H大-hva +V^2/(2g)
NPSH就是刚好发生气蚀的高度,就是气蚀余量。Pv为当地大气压。这样讲你应该能理解了吧?
有效气蚀余量=10-0.2-2-0.6=7.2m
必须气蚀余量小于7.2-1=6.2m
这里获得的结果说明NPSHr可以小于6.2m,但这个数值太大,这数值越大泵的抗气蚀能力越低。要是应该的话,取小于3m是可以的。
水泵气蚀余量有两个概念:其一是与安装方式有关,称有效的气蚀余量NPSHA,它是指水流经吸入管路到达泵吸入口后所余的高出临界压力能头的那部分能量,是可利用的气蚀余量,属于“用户参数”;其二是与泵结本身有关,称必需的气蚀余量NPSHR,它是流体由泵吸入口至压力最低处的压力降低值,是临界的气蚀余量,属于“厂方参数”。要确保水泵在运行中不气蚀,必须在安装上保证NPSHA≥K×NPSHR,(K为安全裕量),而后者由制造厂所保证。从这个意义上看,降低水泵气蚀余量的意义在于保证水泵的绝对提水高度,满足使用要求。