《吸水性能二次》PPT课件

1,第十一节离心泵吸水性能,要点：汽蚀、水泵最大安装高度、允许吸上真空高度、汽蚀余量,2,前言,1、叶片泵正常工作性能吸水性能（前提：不发生汽蚀）2、水泵安装高度影响汽蚀性能3、安装高程计算原则：即不发生汽蚀，又充分利用吸水性能提高水泵安装高程，节省土建投资,3,一、气蚀现象及其危害,1、气穴现象和气蚀气穴现象：泵内局部位置压力下降至汽化（气化）压力以下，使液体汽化（气化）形成含气液流，当汽穴（气穴）随液流到达泵内高压区发生破裂时，即产生强烈的局水锤和噪音气蚀：对泵体造成的破坏2、汽蚀危害（1）破坏水流条件对水泵工作性能的破坏大量气泡破坏了水流运动规律，破坏叶轮与水流之间能量交换的稳定性，损失增加并引起流量、扬程、轴功率及效率迅速下降，甚至断流；,4,比较汽蚀对离心泵、轴流泵、混流泵的影响情况,离心泵：汽泡立即充满流道阻断水流轴流泵：汽泡不容易充满较宽的流道，流量、扬程下降，但没有明显的断裂点。,5,（2）对过流部件材料的破坏机理:机械剥蚀、化学腐蚀、电解作用气泡空化高压溃灭质点相撞作用效果：产生水锤冲击频率达到每分钟几万次，并以瞬时几十兆帕的压力作用于极小的金属表面上，引起叶轮塑性变形和局部硬化，产生裂纹和剥落；气体空化汽泡凝结释放热量氧化金属局部汽蚀温度差导热电偶电位差金属表面电解加速机械剥蚀,6,3、汽蚀发生部位,（1）水泵安装过高时，在叶片背面流速最高部位出现汽蚀（2）当流量偏离设计值叶片正面进出口处产生负压区，发生气蚀叶片背面低压区加重发生气蚀（3）间隙汽蚀：在巨大的压力差下产生高速回流而引起l轴流泵：在叶片外缘与泵壳之间的间隙易产生汽蚀（蜂窝麻面气蚀带）l离心泵：减漏环与叶轮外缘间隙处,7,吸水管及泵入口中压力的变化（P85图279）分析吸水过程，找出控制气蚀发生的压力参数,8,二、吸水管中压力的变化及计算,1、定性分析（泵壳外）吸水池液面大气压与叶轮进口处的绝对压力之差，转化成位置水头、流速水头、水力损失，即（泵壳内）从叶轮进口O到叶片背面压力最低点K，压力继续下降,9,2、定量分析（建立能量方程）,(1）吸水池液面叶片入口O点（2）O点叶片靠近吸水口K点（泵内压力最低点）（相对运动能量方程：消去位置头和圆周速度水头）令气穴系数得（2-119）,10,建立吸水池液面与K点的能量方程(2-145)物理意义：右式吸水井中能量余裕值，即吸水池液面与K点之间大气压力高于汽化压力的能量左式表示右式所具备的能量用于支付：液体提升、克服吸水管损失、产生速度水头、产生流速水头差值、供应叶片背面K点压力下降值小结：前三项属泵壳外压力下降值、后两项为泵壳进口内部压力下降值,11,三、水泵最大安装高度,1、定义：水泵不发生气蚀情况下，吸水液面与泵轴的最大高差。2、推导：列吸水液面0-0与真空表断面1-1能量方程为安装高，允许气蚀余量=临界汽蚀余量（0.24）+安全余量（0.3）,18,泵吸入口能量分析,19,2、必需气蚀余量NPSHR（对泵结构而言）,液体由吸入口至泵内压力最低点过程中，因流速变化及水力损失所引起的压头降低值。利用泵叶片进口断面与K点的相对运动能量方程推得：式中：叶轮进口处平均流速；绝对流速变化及水力损失引起的压降系数，一般为1.02.0；液体绕流叶片头部引起的压降系数，在无冲击入流时为0.30.4,20,结论：制造厂向用户提供NPSHR，而用户在订货时必须向厂家说明使用处的NPSHA:NPSHA1.3NPSHR,21,五、气蚀防治的方法,1、水泵设计与制作对汽蚀防治的研究2、选定合适的安装高度3、增加吸水管管径、减少管长和弯头4、提高材料强度和硬度5、气蚀防治措施,22,小知识：,改进泵进口的结构参数，使泵具有尽可能小的NPSHR，另一方面在空泡不可避免的情况下，对叶轮或容易被汽蚀破坏的地方采用耐气蚀材料，以提高泵的使用寿命。措施1：适当加大叶轮吸入口直径措施2：合理选取叶片进口冲角（通常取315正冲角）（叶片背面产生的空泡比较稳定，工作面上产生的空泡极不稳定）,23,措施3：采用双吸式叶轮（同样的比转速下，双吸叶轮有较小的气蚀系数）措施4：叶片进口边向叶轮进口延伸能提高吸入性能前盖板圆弧半径增加，气蚀系数减小对流道背面作磨光、抛光和喷砂处理,24,措施5：增设诱导轮,利用诱导轮产生的扬程对后面的离心轮起增压作用。诱导轮只需很低的吸入余量，因为诱导轮叶片