【正文】 氣蝕現(xiàn)象 。 OmHHgps a ?? ?Hs與泵的結(jié)構(gòu)、液體的物化特性、當(dāng)?shù)氐拇髿鈮旱纫蛩赜嘘P(guān)。 原因 ：在泵的說(shuō)明書(shū)中所給出的 Hs是大氣壓為 10mH2O，水溫為20℃ 狀態(tài)下的數(shù)值。 問(wèn)題 ：泵制造廠能直接給出泵的安裝高度嗎？ Hg p0 1 1 0 0 如何用允許吸上真空高度確定泵的安裝高度？ Hg — 泵的安裝高度； u2/2g — 進(jìn)口管動(dòng)能； ∑H f — 進(jìn)口管阻力 。 (213) ?????? fgpgpg HhH v?? 0如何利用氣蝕余量確定泵的安裝高度？ 只要已知允許吸上真空高 Hs與汽蝕余量中的任一個(gè)參數(shù)，均可確定泵的安裝高度。 例 22 某臺(tái)離心泵從樣本上查得允許吸上真空高度Hs=6m， 現(xiàn)將該泵安裝在海拔高度為 500m處 ， 若夏季平均水溫為 40℃ 。查表得 Ha=。 若貯槽與受槽的截面都很大，該處流速與管路相比可忽略不計(jì) . 此式中壓頭損失為 282 12 ))(())()(()( 52242 QHdllgdQgdllgudllfeee ?????? ???????? ?式中 Q為管路系統(tǒng)的流量， m3/s (215) 對(duì)于特定的管路系統(tǒng) ， l、 le、 d 均為定值 ， 湍流時(shí)摩擦系數(shù)的變化也很小 ， 令 Bd llg e ??? ))(( 528??則式（ 214）可簡(jiǎn)化為 Ｈ＝Ａ＋ BQ2 (216) 上式表明：在特定管路中輸送液體時(shí)，所需壓頭Ｈ隨液體流量 Q的平方而變化，此關(guān)系所描繪的Ｈ－Q曲線，稱(chēng)為 管路特性曲線 。 H=He Q=Qe Q或 Qe HQ M HeQe H或 He 工作點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的流量與壓頭既滿足管路系統(tǒng)的要求，又為離心泵所能提供。 調(diào)節(jié)流量實(shí)質(zhì)上就是改變離心泵的特性曲線或管路特性曲線，從而改變泵的工作點(diǎn)。 改變閥門(mén)開(kāi)度以調(diào)節(jié)流量，實(shí)質(zhì)是用開(kāi)大或關(guān)小閥門(mén)的方法來(lái)改變管路特性曲線。 M1 M M2 Q或 Qe H或 He HQ HeQe n1 n n2 ?若把泵的轉(zhuǎn)數(shù)降到 n2，泵的特性曲線就移到 nM2位置，工作點(diǎn)移到M2，流量和壓頭都相應(yīng)地減小。 ?改變閥門(mén)開(kāi)度調(diào)節(jié)流量 方法簡(jiǎn)便 ， 應(yīng)用廣泛 。 在輸送流體量不大的管路中 ， 一般都用閥門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)流量 ， 只有在輸液量很大的管路才考慮使用調(diào)速的方法 。 （ 2） 選擇泵的類(lèi)型與型號(hào) ?根據(jù)輸送液體性質(zhì)和操作條件確定泵的類(lèi)型； ?按確定的流量和壓頭從泵樣本產(chǎn)品目錄選出合適的型號(hào)； ?如果沒(méi)有適合的型號(hào) ， 則應(yīng)選定泵的壓頭和流量都稍大的型號(hào)； ?如果同時(shí)有幾個(gè)型號(hào)適合 ， 則應(yīng)列表比較選定； ?按所選定型號(hào) ， 進(jìn)一步查出其詳細(xì)性能數(shù)據(jù) 。此時(shí)，在吸入口處所形成的真空不足以將液體吸入泵內(nèi)。 氣蝕現(xiàn)象 當(dāng)離心泵的進(jìn)口壓力小于環(huán)境溫度下的液體的飽和蒸汽壓時(shí)，將有大量的蒸汽液體中逸出，并與氣體混合形成許多小氣泡。 提高 Hg的方法： ?改變結(jié)構(gòu) (另選一 Hs大的泵 )； ?降低進(jìn)口管段流速； ?降低進(jìn)口管阻力 (選擇較大的進(jìn)口管徑、減少進(jìn)口管路程、盡量少安裝管件、閥等 )。 rVrmF22 ??? ?? SrVSFP 2????gSrVgSrVgPH 22 ????? ??? 例 24 如附圖所示 ， 今有一輸送河水的任務(wù) ， 要求將某處河水以 80m3/h的流量 ， 輸送到一高位槽中 ， 已知高位槽水面高出河面 10m， 管路系統(tǒng)的總壓頭損失為 7mH2O。由附錄查得該泵性能為： 流量 90m3/h；壓頭 20mH2O；軸功率 ；效率 78% 。貯罐和高位槽上方均為大氣壓。取截面和基準(zhǔn)面，如圖所示。 效率： 64%； 允許吸上真空高度： )( 02 60 0/ 02 kWN HQeN ???? ? ??? ?? 泵泵軸 校正安裝高度 允許： Hs’ =Hs+(Ha10)() =+(1010)() = m 安裝高度： ?????? 120 23 fgugpgg HH ?? )7(1239。 Hs’ =Hs＋ (Ha－ 10)－ (Hv－ ) =6＋ (－ 10)－ (－ ) = 泵的安裝高度為 : Hｇ =Hs’－ u12/2g－ ΣHf =－ － 1 =5m 故泵安裝在離水面 5m高度處不合適。 解 : 當(dāng)水溫為 40℃ 時(shí)， Hv=。 轉(zhuǎn)速： 2900 r/min。試選擇合適的泵。高位槽液面比貯罐液面高 10m。 1 1‘ 2 2‘ 10m 解 根據(jù)已知條件，選用清水泵。但液體由于離心力的作用而取得的壓頭，相當(dāng)于由離心力除以葉輪出口截面積所形成的壓力，再除以液體密度和重力加速度的乘積。如果氣泡在金屬表面破裂凝結(jié)，則會(huì)以較大的力打擊金屬表面，時(shí)其遭到破壞，并產(chǎn)生震動(dòng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為“氣蝕現(xiàn)象” 。此現(xiàn)象稱(chēng)為“氣縛”。 離心泵若在啟動(dòng)前未充滿液體，則泵殼內(nèi)存在空氣。 選擇離心泵的基本原則，是以能滿足液體輸送的工藝要求為前提的。 ?改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量 可保持管路特性曲線不變 ， 流量隨轉(zhuǎn)速下降而減小 ，動(dòng)力消耗也相應(yīng)降低 ， 因節(jié)能效果顯著 ， 但需要變速裝置 ， 難以做到流量連續(xù)調(diào)節(jié) 。在車(chē)床上將泵葉輪的外徑車(chē)小，這時(shí)葉輪直徑、流量、壓頭和功率之間關(guān)系，可按式 （ 27）進(jìn)行計(jì)算。 1 改變閥門(mén)的開(kāi)度 ?要把泵的轉(zhuǎn)數(shù)提高到 n1，泵的特性曲線就上移到 nM1位置，工作點(diǎn)由 M移到 M1，流量和壓頭都相應(yīng)加大 。 ?在排出管線上裝適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)閥 ， 以改變管路特性曲線； 七、 流量調(diào)節(jié) ?當(dāng)閥門(mén)關(guān)小時(shí)，管路局部阻力加大，管路特性曲線變陡，泵的工作點(diǎn)由 M移到 M1。 ?若工作點(diǎn)所對(duì)應(yīng)效率是在最高效率區(qū)，則該工作點(diǎn)是適宜的。 注意 ：管路特性曲線的形狀與管路布置及操作條件有關(guān)，而與泵的性能無(wú)關(guān)。 ?????? ?? fgugp HzH 2 2? 離心泵在特定管路系統(tǒng)中工作時(shí) ， 液體要求泵供給的壓頭 Ｈ 可由柏努利方程式求得 ， 即 六、 離心泵的工作點(diǎn) 當(dāng)離心泵安裝在一定的管路系統(tǒng)中工作時(shí)，其壓頭和流量不僅與離心泵本身的特性有關(guān)，而且還取決于管路的工作特性。問(wèn)該泵安裝在離水面 5m高度處是否合適 ？ 水溫為 40℃ 時(shí) ，Hv=。當(dāng)輸送其它液體時(shí)，需進(jìn)行校正。 提高 Hg的方法 取截面 00， 11，并以截面 00為基準(zhǔn)面，在兩截面間柏努利方程，可得 ???? fgusg HHH 221若貯槽為敞口，則 p0為大氣壓 pa，則有 ????? fgug Hg ppH 210 21?（ 29） （ 210） 汽蝕余量 Δ h是指離心泵入口處 ， 液體的靜壓頭 p1/ρ g 與動(dòng)壓頭 u12/2g之和超過(guò)液體在操作溫度下的飽和蒸汽壓頭 pv/ρ g的某一最小指定值 ， 即 汽蝕余量 (212) ? ? gpgugp vh ?? ???? 2 211式中 ?h — 汽蝕余量， m； pv — 操作溫度下液體飽和蒸汽壓， N/m2。 泵允許吸上真空高度的換算 泵制造廠只能給出 Hs值，而不能直接給出 Hg值。 ?輸送液體的溫度越高， 所對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓就越高，泵的允許吸上真空高度也就越小。 安裝高度 Hg的計(jì)算方法一般有兩種： ?允許吸上真空高度法 ； ?氣蝕余量法 。 ?泵的軸功率隨液體密度而改變。當(dāng)所輸送的液體性質(zhì)與水相差較大時(shí)，要考慮粘度 及 密度 對(duì)特性曲線的影響。離心泵產(chǎn)品目錄和說(shuō)明書(shū)上還常常注明最高效率區(qū)的流量、壓頭和功率的范圍等。泵在該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的壓頭和流量下操作，其效率最高，故該點(diǎn)為離心泵的設(shè)計(jì)點(diǎn) 。 2 Ｎ－ Q曲線 Q＝ 0， 泵軸消耗的功率最小 ,但不為 0。 圖上繪有三種曲線 Ｈ－ Q曲線 Ｎ－ Q曲線 η － Q曲線 四、 離心泵的特性曲線 0 4 8 12 16 20 24 28 32 0 20 40 60 80 100 120 10 12 14 16 18 20 22 24 26 0 2 4 6 8 0 10 20 30 40 50 60 70 80 4B20 n=2900r/min N H η Ｑ ,l/s m3/s 離心泵的特性曲線 變化趨勢(shì) ： 離心泵的壓頭在較大流量范圍內(nèi)是隨流量增大而減小的。 泵的軸功率大于泵的理論功率（即理論壓頭與理論流量所對(duì)應(yīng)的功率）。 從泵排出的實(shí)際流量要比理論排出流量為低，其比值稱(chēng)為容積效率 η 1。 ? 2） 有效功率 Ne ? 單位時(shí)間內(nèi)液體流經(jīng)泵實(shí)際所獲得的能量 ， W。 ????? ?? fg uug pp HhH vm 20 2122?（ 21） ?兩截面之間動(dòng)壓頭差很小，通?？珊雎圆挥?jì) 例２ １ 某離心泵以 20℃ 水進(jìn)行性能實(shí)驗(yàn) ， 測(cè)得體積流量為 720m3/h， 泵出口壓力表讀數(shù)為 ，吸入口真空表讀數(shù)為 210mmHg， 壓力表和真空表間垂直距離為 410mm， 吸入管和壓出管內(nèi)徑分別為 350mm及300mm。 １ 流量 Q ，Ｌ /ｓ或 m3/ｈ 泵的流量（又稱(chēng)送液能力）是指單位時(shí)間內(nèi)泵所輸送的液體體積。 ?有利于將葉輪拋出液體的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成靜壓能； ?有利于減少能耗。 ?葉片不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，液體不斷被吸入、排出，形成 連續(xù)流動(dòng) 。 3 工作過(guò)程 ?啟動(dòng)后，葉輪旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)液體旋轉(zhuǎn)。 ? 注意： ? 1. 離心泵在啟動(dòng)前應(yīng)灌泵 —— 使泵體內(nèi)和吸入管路內(nèi)充滿被輸送的液體 。 流體輸送機(jī)械的作用 為達(dá)到此目的 ， 必須對(duì)流體加入外功 ， 以克服流體阻力及補(bǔ)充輸送流體時(shí)所不足的能量 。如齒輪泵、旋轉(zhuǎn)泵等。 ?旋轉(zhuǎn)式泵 靠旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的部件推擠液體。 輸送氣體 常用的流體輸送機(jī)械 泵的分類(lèi) 1 按工作原理分 ?葉片式泵 有高速旋轉(zhuǎn)的葉輪。泵的吸入管長(zhǎng)度為 5m， φ108mm 4mm；泵出口到塔進(jìn)口之間的管長(zhǎng)為 20m，