离心泵的吸入特性

1、4.2 4.2 离心泵的吸入特性离心泵的吸入特性 离心泵叶轮吸入口的吸入压力：离心泵叶轮吸入口的吸入压力： 一般低于一个大气压叫吸入真空度。一般低于一个大气压叫吸入真空度。 吸入压力吸入压力最低不得小于最低不得小于所吸液体所吸液体的的饱和蒸汽压饱和蒸汽压 （汽化压力），（汽化压力），否则，泵吸入口会否则，泵吸入口会发生汽蚀现象发生汽蚀现象。kpvpkp泵的吸入特性：研究泵的允许吸入泵的吸入特性：研究泵的允许吸入真空度，确定泵的安装高度。真空度，确定泵的安装高度。饱和蒸汽压（汽化压力）饱和蒸汽压（汽化压力）如水，水开始沸腾，有蒸汽泡出现（开始汽化），此时温度不变如水，水开始沸腾，有蒸汽泡出现（开

2、始汽化），此时温度不变叫饱和温度；此时的水叫饱和水；此时的蒸汽叫饱和蒸汽；此叫饱和温度；此时的水叫饱和水；此时的蒸汽叫饱和蒸汽；此时的压力叫饱和蒸汽压力。时的压力叫饱和蒸汽压力。 不同水温的汽化压头不同水温的汽化压头 Pv水温 （） 020406080100饱和蒸汽压（kPa） Pv0.592.357.3619.8247.28101.34汽化压头 （m） 0.060.240.752.024.8210.33（一）（一）. . 离心泵的汽蚀离心泵的汽蚀 离心泵叶轮吸入口压力最低为：离心泵叶轮吸入口压力最低为： （真空压力，绝对压力）（真空压力，绝对压力） 吸液面上压力为：吸液面上压力为： pA (

3、 pa) 叶轮进口的吸入真空度：叶轮进口的吸入真空度：kp皆为绝对压力）真(KAPppAppApKP真pvPA 某温度下液体的饱和蒸汽压（汽化压力）为：某温度下液体的饱和蒸汽压（汽化压力）为： 当吸入口最低压力小于此液体的饱和蒸汽压时，便出现汽蚀。当吸入口最低压力小于此液体的饱和蒸汽压时，便出现汽蚀。n 发生汽蚀的条件：发生汽蚀的条件：n 汽蚀特征：汽蚀特征： vKppvp 离心泵工作时出现特殊的噪音、震动、伴随排量和压头离心泵工作时出现特殊的噪音、震动、伴随排量和压头 下降，严重时排量中断。这种现象通常是泵内出现了汽蚀下降，严重时排量中断。这种现象通常是泵内出现了汽蚀 现象。现象。叶轮气蚀位

4、置：n 汽蚀过程（原理）： 当当 时，部分液体发生汽化，形成气泡；小气泡时，部分液体发生汽化，形成气泡；小气泡凝结在一起形成大气泡。气泡随液流进入高压区，液体压缩气泡凝结在一起形成大气泡。气泡随液流进入高压区，液体压缩气泡产生气泡击溃现象（水击现象），水击时的瞬时压力能达到几十产生气泡击溃现象（水击现象），水击时的瞬时压力能达到几十个兆帕（个兆帕（30MPa)，对金属表面产生很大的爆炸冲击作用；同时对金属表面产生很大的爆炸冲击作用；同时伴随电化学腐蚀。这一综合过程为汽蚀过程。伴随电化学腐蚀。这一综合过程为汽蚀过程。 即：液体汽化即：液体汽化气泡凝结气泡凝结高压水击高压水击电化学腐蚀。电化学腐蚀

5、。vKpp 泵的安装高度过高，即吸入高度过高。泵的安装高度过高，即吸入高度过高。 吸入管汇不合理，阻力太大。吸入管汇不合理，阻力太大。 如如:管路太细、弯管路太细、弯 头、闸阀多等。头、闸阀多等。 液面压力太低。液面压力太低。 液体温度高或易挥发液体。液体温度高或易挥发液体。 防止汽蚀的充要条件防止汽蚀的充要条件：n泵吸液的必要条件：泵吸液的必要条件：n泵正常工作的充分和必要条件泵正常工作的充分和必要条件： 造成汽蚀的主要原因造成汽蚀的主要原因：vKppAKppAKvppP（二）（二） 泵的汽蚀余量、安装高度泵的汽蚀余量、安装高度 液体被吸入泵内是由于：液体被吸入泵内是由于：n即：即：n 克服

6、吸入管阻力损失，推动液体进入泵内。克服吸入管阻力损失，推动液体进入泵内。n从液面从液面A到泵叶轮吸入口到泵叶轮吸入口S 建立伯努利方程：建立伯努利方程：()AKpp液面压力大于叶轮进口压力真ppppKAp2222ssAAAsASpcpcZHZhgggg,0,0,ASsAAZZZcH其中：式中：式中：Cs、ps 泵叶轮吸口处液体流速和此处压力。泵叶轮吸口处液体流速和此处压力。 ZAs 泵吸入高度（即泵安装高度）。泵吸入高度（即泵安装高度）。 hAs 泵吸入管内流动阻力损失。泵吸入管内流动阻力损失。上式可写为：上式可写为： 令：令： 22AvsvsASASppppcZhgggAS2sASsAhg2

7、cZgpgp即：mg2cgppNPSH2svsan上式：上式：n称为汽蚀余量（有效汽蚀余量）称为汽蚀余量（有效汽蚀余量） NPSHa ： 从叶轮吸入口压力从叶轮吸入口压力Ps 到饱和蒸汽压到饱和蒸汽压 Pv 之间的范围宽度加上之间的范围宽度加上流动动能影响，被称为汽蚀余量或有效汽蚀余量，用：流动动能影响，被称为汽蚀余量或有效汽蚀余量，用：NPSHa表示。表示。n汽蚀余量的意义汽蚀余量的意义：mg2cgppNPSH2svsa 标志泵抗汽蚀性能的好坏，它与吸入管特性和液体的标志泵抗汽蚀性能的好坏，它与吸入管特性和液体的汽化压力有关；与泵本身无关。汽化压力有关；与泵本身无关。n泵制造厂给出：最小汽蚀

8、余量：泵制造厂给出：最小汽蚀余量： 泵气蚀判断：泵气蚀判断：n安全系数安全系数：n=1.11.3n许用汽蚀余量许用汽蚀余量：NPSH=（1.11.3）NPSHrn离心泵不发生汽蚀的条件离心泵不发生汽蚀的条件：NPSHaNPSH严重汽蚀开始发生汽蚀泵不汽蚀rararaNPSHNPSHNPSHNPSHNPSHNPSHrNPSH泵的安装高度计算泵的安装高度计算前面导出公式：前面导出公式：安装高度：安装高度： 则：则：需用安装高度：需用安装高度：a2svsASASvANPSHg2cgpphZgppgASHZAvgaASppHNPSHhgAvgASppHNPSHhgAvgrASppHNPSHhg泵的安装

9、高度计算例题泵的安装高度计算例题n习题习题n某厂用IH125-100-400型离心泵输送柴油，在转速n=2900r/min时，泵排量Q=16.67 l/s（60m3/h），泵出口压力表读数360kPa; 进口真空表读数20kPa。 泵进口管内直径为 0.125m，出口管内直径 0.1 m，泵进出口压力表距离为 0.5m。泵的气蚀余量NPSHa=3.4m，吸入管阻力损失为1.5m，吸液面上的压力为1个大气压（101.33kPa），泵总效率=0.86，取g=9.81n柴油的参数： 试求试求：泵的扬程H？泵的有效功率N？ 泵的轴功率NZ ？ q泵的许用安装高度ZAS？ n 此泵当转速为n=1450r

10、/min时，它的Q、H、N又为多少？ kPapmkgv37,7503解：（1）求泵H、N、NZ smq301667. 0360060smCsmAqC124. 21 . 001667. 04,359. 1125. 001667. 042221mCCgZgppHrm28.52212122kwgqHN412. 6100028.5201667. 081. 97501000kwNNZ46. 786. 0412. 6n（2）安装高度ZASmhNPSHgppZASvAAS84. 35 . 14 . 381. 9750103733.1013 （6）防止汽蚀的措施）防止汽蚀的措施n两种方法：改进泵的结构形式或尺

11、寸。两种方法：改进泵的结构形式或尺寸。n 设计吸入管及吸入条件。设计吸入管及吸入条件。 （一）改进泵的结构形式或尺寸（一）改进泵的结构形式或尺寸n 增大泵吸入口直径及叶轮叶片入口宽度和结构。增大泵吸入口直径及叶轮叶片入口宽度和结构。n 采用前置诱导轮，提高叶轮进口处吸入压力。采用前置诱导轮，提高叶轮进口处吸入压力。n 采用双吸式叶轮，使进口截面增大，流速减小。采用双吸式叶轮，使进口截面增大，流速减小。n 合理设计叶片进口角度，减小流动损失。合理设计叶片进口角度，减小流动损失。n 采用抗汽蚀的材料，如不锈钢、稀土合金铸铁、高镍铬合采用抗汽蚀的材料，如不锈钢、稀土合金铸铁、高镍铬合金等。金等。n 前置诱导轮：前置诱导轮：前置诱导轮前置诱导轮前置诱导