泵与风机课件(7)

1、华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 主主 编：安连锁编：安连锁 课件制作：吕玉坤课件制作：吕玉坤 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 2 叶片式泵的性能及结构叶片式泵的性能及结构 2-1泵内汽蚀泵内汽蚀 二、对泵运行的危害二、对泵运行的危害 三、泵的几何安装高度与吸上真空高度的确定三、泵的几何安装高度与吸上真空高度的确定 一、泵内汽蚀现象一、泵内汽蚀现象 四、汽蚀余量四

2、、汽蚀余量 五、汽蚀相似定律及汽蚀比转速五、汽蚀相似定律及汽蚀比转速 六、提高泵抗汽蚀性能的措施六、提高泵抗汽蚀性能的措施 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 一、泵内汽蚀现象一、泵内汽蚀现象 1 1、形、形 成：成： 机械侵蚀机械侵蚀 化学腐蚀化学腐蚀 内向爆炸性冷凝冲击，微细射流内向爆炸性冷凝冲击，微细射流疲劳破坏疲劳破坏 汽泡溃灭汽泡溃灭活性气体活性气体凝结热凝结热腐蚀性破坏腐蚀性破坏 汽蚀对泵叶轮的破坏汽蚀对泵叶轮的破坏 电厂循环水泵叶轮汽蚀，工人正电厂循环水泵叶轮汽蚀，工

3、人正 使用高分子钛合金涂料做叶轮涂层使用高分子钛合金涂料做叶轮涂层 （水力机械的系统和设备）（水力机械的系统和设备） 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 一、泵内汽蚀现象一、泵内汽蚀现象 1 1、形、形 成：成： 机械侵蚀机械侵蚀 化学腐蚀化学腐蚀 （水力机械的系统和设备）（水力机械的系统和设备） 点蚀点蚀 2 2、什么是：汽泡形成、什么是：汽泡形成发展发展溃灭溃灭过流壁面破坏的全过程。过流壁面破坏的全过程。 3 3、分、分 类：移动汽蚀、固定汽蚀、旋涡汽蚀、振动汽蚀。类：移动汽蚀

4、、固定汽蚀、旋涡汽蚀、振动汽蚀。 蜂窝状汽蚀。蜂窝状汽蚀。 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 二、对泵运行的危害二、对泵运行的危害 1、缩短泵的使用寿命。粗糙多孔、缩短泵的使用寿命。粗糙多孔显微裂纹显微裂纹蜂窝状或蜂窝状或 海绵状侵蚀海绵状侵蚀呈空洞。呈空洞。 3、影响泵的运行性能。断裂工况（汽泡堵塞流道）；潜、影响泵的运行性能。断裂工况（汽泡堵塞流道）；潜 伏性汽蚀（易被忽视）。伏性汽蚀（易被忽视）。 2、产生噪声和振、产生噪声和振 动。若振动动。若振动汽蚀汽蚀振振 动动互相激

5、励互相激励汽蚀共汽蚀共 振。振。 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 三、泵的几何安装高度与吸上真空高度的确定三、泵的几何安装高度与吸上真空高度的确定 w 2 ss g e g2g 0 g 0h p H p 泵吸入口真空计或压强计泵吸入口真空计或压强计 吸水池液面吸水池液面e-e 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans w 2 sse g g2gg h pp H gg s

6、pp H a s w 2 s sg g2 hHH 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans （1）Hs (qV )。确定。确定Hg 时，必须以泵在运行中可能时，必须以泵在运行中可能 出现的最大流量所对应的出现的最大流量所对应的Hs 为准。为准。 w 2 s sg g2 hHH （2）Hs值是泵制造厂在值是泵制造厂在 pa=101325 Pa，t =20的清水下的清水下 由试验得出的。当使用条件变化时，由试验得出的。当使用条件变化时， 应对样本的应对样本的Hs 值进行修值进行修 正。正。

7、24.033.10 g ss Va pp HH 大气压头大气压头饱和蒸汽压头饱和蒸汽压头 标准条件标准条件 （3）立式离心泵的）立式离心泵的Hg 如图如图2-5(a) 所示；大型水泵的所示；大型水泵的Hg 如如 图图2-5 (b)、(c) 所示。所示。 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 【例【例2-1】 在海拔在海拔500m 某地安装一台水泵，其输水某地安装一台水泵，其输水 量量qV=135L/s，输送水温，输送水温 t = 30，该泵样本上提供的允，该泵样本上提供的允 许吸上真

8、空高度许吸上真空高度Hs =5.5m. 吸水管内径吸水管内径 d=250mm, 设吸设吸 入管路总损失入管路总损失hs=0.878m. 求求Hg应为多少？应为多少？ 【解】【解】 由表由表2- -1查得海拔查得海拔500m力时大气压强力时大气压强 pa= 9.51104Pa，由附，由附 录录查得水温为查得水温为t =30时的饱和蒸汽压强时的饱和蒸汽压强pV =4.2365kPa。查表得。查表得30水水 的密度的密度 =995.6/m3。由式（。由式（2-5）得修正后的吸上真空高度为：）得修正后的吸上真空高度为： 24. 033.10 g ss Va pp HH )m(716. 424. 033

9、.10 806. 96 .995 5 .42361051. 9 5 . 5 4 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 又因为：又因为： ) s/m(752. 2 25. 014. 3 1013544 2 3 2 s d q A q VV )m(385. 0 806. 92 752. 2 g2 2 2 s 所以，泵的几何安装高度应为：所以，泵的几何安装高度应为： )m(453. 3878. 0385. 0716. 4 g2 w 2 s sgg hHHH 四、汽蚀余量四、汽蚀余量 华北电

10、力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 四、汽蚀余量四、汽蚀余量 （一）有效汽蚀余量（一）有效汽蚀余量 1、定义、定义 g2ggg 2 ss sa VV ppp ENPSH 位能以轴中心线为基准，即，位能以轴中心线为基准，即， 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans （一）有效汽蚀余量（一）有效汽蚀余量 1 1、定义、定义 g2ggg 2 ss sa VV ppp ENPSH w 2

11、 ss g e g2g 0 g 0h p H p 0 g wg e a hH pp NPSH V 2、影响因素、影响因素 2 wV qh 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans （一）有效汽蚀余量（一）有效汽蚀余量 3、倒灌高度、倒灌高度 0 g wg e a hH pp NPSH V 在火力发电厂中在火力发电厂中, 凝结水泵凝结水泵 和给水泵吸入容器液面压强均为和给水泵吸入容器液面压强均为 相应温度下的汽化压强，则下式相应温度下的汽化压强，则下式 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵

12、与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 四、汽蚀余量四、汽蚀余量 （二）必需汽蚀余量（二）必需汽蚀余量 泵的吸入口不是泵内压强最低部位的原因：泵的吸入口不是泵内压强最低部位的原因： 1 1、定义：自泵吸入口、定义：自泵吸入口s-ss-s截面到泵内截面到泵内 压强最低点压强最低点 K 处处所所 为必需汽蚀余量，以为必需汽蚀余量，以 NPSHr表示。利用伯努利方程可以推得：表示。利用伯努利方程可以推得： 从泵吸入口到叶轮进口流道，过流面积从泵吸入口到叶轮进口流道，过流面积 一般是收缩的；一般是收缩的； 当液体绕流叶片头部时存

13、在急骤转弯；当液体绕流叶片头部时存在急骤转弯； 从泵吸入口到叶片非工作面从泵吸入口到叶片非工作面 K 点间，点间， 流速大小和方向变化。流速大小和方向变化。 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 2、影响因素、影响因素 当当qVNPSHr 。 2 2 0 2 2 0 1r 2gg2 V K s q w g p ENPSH 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 即即NPSHr

14、NPSHa，泵内将产生汽蚀。，泵内将产生汽蚀。 当当qV qVC时，因时，因pKpV , tpVNPSHa 但流量不能太小：但流量不能太小： hwNPSHr 汽蚀区汽蚀区 非汽蚀区非汽蚀区 g pp NPSHNPSH VK ra NPSHr- -qV NPSHa- -qV H- -qV qV H NPSH O qVC C 运行时的运行时的最大允许流量最大允许流量和和最小允许流量最小允许流量。 因此，应规定出泵 因此，应规定出泵 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans （三）对汽蚀余量（

15、三）对汽蚀余量NPSH的几点说明的几点说明 2、临界汽蚀余量、临界汽蚀余量 NPSHc 和允许汽蚀余量和允许汽蚀余量 NPSH 的关系的关系 由图可知由图可知, qVNPSHa pK=pV，液体开始汽化。此，液体开始汽化。此 时，时，NPSHa就是使泵内发生就是使泵内发生 汽蚀的临界值，即：汽蚀的临界值，即： 该值可通过泵汽蚀试验确定。该值可通过泵汽蚀试验确定。 NPSHa=NPSHc=NPSHr 也有采用：也有采用： NPSH=（1.11.3）NPSHc 为避免泵内汽蚀，常在为避免泵内汽蚀，常在NPSHc的基础上加上一个安全余量的基础上加上一个安全余量 作为允许汽蚀余量而载入泵的产品样本中，

16、即：作为允许汽蚀余量而载入泵的产品样本中，即： NPSHr- -qV NPSHa- -qV NPSH- -qV H- -qV 汽蚀区汽蚀区 非汽蚀区非汽蚀区 K qV H NPSH O qVC C 设计点设计点A 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans （三）对汽蚀余量（三）对汽蚀余量NPSH的几点说明的几点说明 3、NPSH与与Hg 的关系的关系 w 2 s sg g2 hHH 在式在式 wg e a g hH pp NPSH V 中中, HgHg w e g g hNPSH pp

17、H V NPSH NPSHa 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 查附录查附录得得 40的水相对应的饱和蒸汽压强为的水相对应的饱和蒸汽压强为pV = 7374Pa，则，则 ）（m65. 25 . 03 . 2 806. 9992 73748829 g w e g hNPSH pp H V 【例【例2-2】 有一单吸单级离心泵，流量有一单吸单级离心泵，流量qV =68m3/h，NPSHc=2m，从封，从封 闭容器中抽送温度为闭容器中抽送温度为 40清水，容器中液面压强为清水，容器中液

18、面压强为 8.829kPa ，吸入管路阻，吸入管路阻 力为力为0.5m， 试求该泵的允许几何安装高度是多少？试求该泵的允许几何安装高度是多少？ 已知水在已知水在40时的密度时的密度 为为992/m3。 计算结果计算结果Hg为负值为负值, 故该泵的叶轮进口中心应在容器液面以下故该泵的叶轮进口中心应在容器液面以下2.65m。 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 对几何相似的泵，在相似的运行工况下，其对几何相似的泵，在相似的运行工况下，其 必需汽蚀余量如何换算？必需汽蚀余量如何换算？ 五

19、、汽蚀相似定律及汽蚀比转速五、汽蚀相似定律及汽蚀比转速 （一）汽蚀相似定律（一）汽蚀相似定律 由于由于NPSHr是是因流速变化及流动损失所引起的因流速变化及流动损失所引起的，并正比于，并正比于 流量的平方，则汽蚀相似定律为：流量的平方，则汽蚀相似定律为： 2 p1 2 m1 rp rm )( )( nD nD NPSH NPSH 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 对同一台泵，即对同一台泵，即D1m=D1p，则可将汽蚀相似定律改写为：，则可将汽蚀相似定律改写为： 2 p 2 m r

20、p rm n n NPSH NPSH 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 五、汽蚀相似定律及汽蚀比转速五、汽蚀相似定律及汽蚀比转速 （二）汽蚀比转速（二）汽蚀比转速 3/4 r 62. 5 NPSH qn c V 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans （二）汽蚀比转速（二）汽蚀比转速 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风

21、机 Pumps and FansPumps and Fans 六、提高泵抗汽蚀性能的措施六、提高泵抗汽蚀性能的措施 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans （一）降低必需汽蚀余量以提高泵抗汽蚀性能的措施（一）降低必需汽蚀余量以提高泵抗汽蚀性能的措施 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课