【文章內(nèi)容簡介】 則 稱為 低阻管路 ； ② 泵特性曲線中流量的單位可能是 m3/s或 m3/h ；求工作點(diǎn)時(shí) ， 管路特性曲線的整理應(yīng)注意保持單位一致； ③ 離心泵工作點(diǎn)的求法： 解析法 即當(dāng)泵的特性曲線已知 ， 可與管路特性曲線聯(lián)立求工作點(diǎn)；若泵特性曲線未知 ， 只有特性曲線圖 ， 則用 圖解法 即將管路特性曲線畫在泵特性曲線圖上 ， 兩線的交點(diǎn)即為工作點(diǎn) 。 O Q Q H H 1 管路 he～ Q 圖 213 離心泵的工作點(diǎn) 泵 H～ Q 泵 ～ Q ?gPzA ?????A 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 49 2 流體輸送機(jī)械 — 離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié) （ 3） 流量調(diào)節(jié) 流量調(diào)節(jié)就是設(shè)法改變工作點(diǎn)的位置，有以下 兩種方法 ： ①改變管路特性曲線 在離心泵出口處的管路上 安裝調(diào)節(jié)閥 。改變出口閥門的開度即改變管路阻力系數(shù)可改變管路特性曲線的位置，達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。 O Q2 Q1 Q he2 H2 2 1 低阻 gpzA ?????高阻 H1 優(yōu)點(diǎn) ：操作簡便 、 靈活 ， 應(yīng)用范圍廣 。 對于調(diào)節(jié)幅度不大而經(jīng)常需要改變流量的場合 ， 此法尤為適用 。 缺點(diǎn) ：不僅增加了管路阻力損失 （ 在閥門關(guān)小時(shí) ） ， 且使泵在低效率點(diǎn)工作 ， 在經(jīng)濟(jì)上很不合理 。 因閥門關(guān)小多消耗的功率為 ? ????? ghHQgHQN 2e222 ?????2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 50 2 流體輸送機(jī)械 — 離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié) ② 改變泵的特性曲線 由前述比例定律 、 切削定律可知 ， 改變泵的轉(zhuǎn)速 、 切削葉輪 都可以達(dá)到改變泵的特性曲線的目的 。如圖 2－ 14所示 ， 泵的轉(zhuǎn)速由 n1減小至 n2時(shí) ， 泵的 H～ Q線下移 ， 工作點(diǎn)由點(diǎn) A1移至點(diǎn) A2， 流量由 Q1減小至 Q2。 優(yōu)點(diǎn) ：不額外增加管路阻力，在一定范圍內(nèi)可保持泵在高效率區(qū)工作（ n改變 20％時(shí)，可基本保持效率 η不變，如圖中兩種轉(zhuǎn)速下的效率曲線所示），能量利用較為經(jīng)濟(jì)，這對大功率泵是重要的。 缺點(diǎn) ：調(diào)節(jié)不方便，一般只有在調(diào)節(jié)幅度大、時(shí)間又長的季節(jié)性調(diào)節(jié)中才使用。 O Q1 H1 A1 n2 n1 H2 n1 n2 圖 214 改變泵的特性曲線 A2 Q2 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 51 2 流體輸送機(jī)械 — 離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié) O Q2=90 Q H2 H(m) A2 關(guān)小閥門改變泵的工作點(diǎn) A1 he2 Q(m3/h) O Q2 =90 Q1’ H2’ H(m) 減小轉(zhuǎn)速并輔以閥門調(diào)節(jié)流量 A1’ he2=64 A1 Q(m3/h) Q1 A2’ 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 52 ? 工作點(diǎn)流量調(diào)節(jié) eh ??????????H 泵的特性曲線 Q閥門開大閥門關(guān)小 ?????????he節(jié)流損失兩種方法 ???改變泵的特性曲線改變管路特性曲線—— 調(diào)節(jié)閥門 改變轉(zhuǎn)速、葉輪切割 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 53 離心泵的聯(lián)合操作 （ 1）兩臺同型泵并聯(lián) 如圖所示，兩臺同型泵并聯(lián)，則兩泵的各自流量和壓頭必定相同，則在同一壓頭下，并聯(lián)泵的流量為單臺泵的兩倍。 當(dāng)并聯(lián)泵置于管路中時(shí)，由于流量加大使管路流動阻力加大，則并聯(lián)后的總流量必低于單臺泵流量的兩倍，而并聯(lián)壓頭也高于單泵壓頭但小于兩倍壓頭。 H 并聯(lián)泵 單臺泵22QBAH?????????? 并并請思考： 若單臺泵的特性曲線方程為 2BQAH 單單 ??， 則并聯(lián)泵組的特性曲線方程表達(dá)式如何？ 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 54 串聯(lián) 對泵來說 ：在相同 Q 下， 單串 HH 2?請思考： 若單臺泵的特性曲線方程 為2BQAH單單?? ， 則串聯(lián)泵組的特性曲線方程表達(dá)式如何？ 2BQ2A2H 串串 ??H 串聯(lián)泵 單臺泵 0 Q請思考： 在輸送系統(tǒng)中，將單臺泵用串聯(lián)泵組替代，則管路中的壓頭是否能達(dá)到原來的兩倍？為什么？ 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 55 （ 3）離心泵組合方式的選擇 ①如果單臺泵所能提供的最大壓頭 小于 管路兩端的（ ）值，則只能采用泵的 串聯(lián) 操作。 ② 對于管路特性曲線較平坦的低阻型管路，采用 并聯(lián) 組合方式可獲得較高的流量和壓頭 ； 反之，對于管路特性曲線較陡的高阻型管路，則宜采用 串聯(lián) 組合方式。 gpz????2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 56 2 流體輸送機(jī)械 — 離心泵的安裝高度 離心泵的安裝高度 zs ps K e 圖 215 離心泵的安裝高度 s 如圖 215所示 ， 液面較低的液體能被吸入泵的進(jìn)口 ， 是由于葉輪將液體從其中央甩向外周 ，在葉輪中心進(jìn)口處形成 負(fù)壓 （ 真空 ） ， 從而在液面與葉輪進(jìn)口之間形成一定的壓差 ， 液體籍此壓差被吸入泵內(nèi) 。 現(xiàn)在的 問題 是離心泵的安裝高度 zs（ zs即葉輪進(jìn)口與液面間的垂直距離 ） 是否可以取任意值 ？ 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 57 2 流體輸送機(jī)械 — 離心泵的安裝高度 汽蝕（ Cavitation）現(xiàn)象 在液面 s與泵內(nèi)壓強(qiáng)最低處即葉輪中心進(jìn)口處 KK面之間列機(jī)械能衡算式并整理得： ? ?? ????? ksf2kk2 hguzgpgpss??zs ps K e 圖 215 離心泵的安裝高度 s 若液面壓強(qiáng) ps一定 ， 吸入管路流量一定 （ 即 uk一定 ） ， 安裝高度 zs↑ ，∑ hf(sk)↑ ， pk↓ ， 當(dāng) pk↓ 至等于操作溫度下被輸送 液體的飽和蒸汽壓 pv時(shí)（ 即 pk＝ pv） ， 液體將發(fā)生什么現(xiàn)象 ？又會使泵產(chǎn)生什么現(xiàn)象 ？ 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 58 2 流體輸送機(jī)械 — 離心泵的安裝高度 液體將發(fā)生 部分汽化現(xiàn)象 ， 所生成的大量蒸汽泡在隨液體從葉輪進(jìn)口向葉輪外周流動時(shí) ， 又因壓強(qiáng)升高 ， 氣泡立即凝聚， 氣泡的消失產(chǎn)生局部真空 ， 周圍的液體以極大的速度沖向氣泡原來所在的空間 ，在沖擊點(diǎn)處產(chǎn)生很高的局部壓強(qiáng) （ 高達(dá)幾百個(gè)大氣壓 ） ， 沖擊頻率高達(dá)每秒幾萬次之多 。 尤其當(dāng)汽泡的凝結(jié)發(fā)生在葉輪表面時(shí) ， 眾多的液體質(zhì)點(diǎn)尤如細(xì)小的 高頻水錘撞擊著葉片；另外汽泡中還可能帶有氧氣等對金屬材料發(fā)生化學(xué)腐蝕作用 。 泵在這種狀態(tài)下長期運(yùn)轉(zhuǎn) ， 將導(dǎo)致葉片過早損壞。 這種現(xiàn)象稱為泵的 汽蝕現(xiàn)象 。 zs ps K e 圖 215 離心泵的安裝高度 s 離心泵在產(chǎn)生汽蝕條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，會產(chǎn)生什么樣的后果呢？ 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 59 演示 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 60 ① 泵的性能下降，流量、壓頭、效率均降低，最終變成氣縛。 汽蝕的危害 ： ② 產(chǎn)生振動和噪音，影響離心泵的正常運(yùn)行和工作環(huán)境。 ③ 泵殼和葉輪的材料遭受損壞，降低泵的使用壽命 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 61 ?發(fā)生汽蝕的原因： 泵的安裝高度超過允許值； 泵輸送液體的溫度過高； 泵吸入管路的局部阻力過大。 ?P葉片入口 過低的原因 : 液體飽和蒸汽壓葉片入口 pp ? * 吸入管路盡量短 ， 少走彎路； * 進(jìn)口管路直徑一般大于出口管路直徑； * 進(jìn)口管路上避免不必要的管件 ， 如泵裝于液面下可免裝止逆閥 （ 并且啟動前不用灌泵 ） ， 流量調(diào)節(jié)閥裝于出口管路； 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 62 gpgpguN P S H V????? 1212離心泵的抗汽蝕性能 1）汽蝕余量 ?臨界汽蝕余量 p葉輪入口處壓強(qiáng)（最低） ＝ p液體的飽和蒸汽壓 指泵入口處單位重量水所具有的 、 超過當(dāng)時(shí)溫度下汽化壓力的富裕能量 ， △ h， m液柱 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 63 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 64 , m i n 1 1 , m i nkVp p p p? ? ?1－ 1’和 k－ k’列柏努利方程 KfKV Hgugpgugp????? 1,221m i n,122 ??KfKVC HgugugppN P S H??????1,221m i n,122)(?臨界汽蝕余量 發(fā)生汽蝕的臨界條件： 汽蝕性能試驗(yàn)時(shí) ， 水泵開始發(fā)生汽蝕時(shí)測得的泵進(jìn)口處的汽蝕余量 稱為 臨界汽蝕余量 。 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 65 臨界汽蝕余量的測定 在固定的流量下 ， 通過關(guān)小泵吸入管路的閥門 ， 逐漸降低 p1， 直至泵內(nèi)剛好發(fā)生汽蝕 ， 測得相應(yīng)的 p1,min ?必需汽蝕余量 為確保離心泵的正常操作 ， 將臨界汽蝕余量加上一定的 安全量 )()( ?? Cr N P S HN P S H反映液體從泵入口處到葉片進(jìn)口能量的降低值 ， 因此越小抗汽蝕性能越好 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 66 在離心泵樣本性能表中給出的是必需汽蝕余量 ? ? QNP S H r ?QH S ??2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 67 離心泵的允許吸上真空度 Hsˊ值的大小與泵的結(jié)構(gòu)、流量、被輸送液體的性質(zhì)及當(dāng)?shù)卮髿鈮旱纫蛩赜嘘P(guān)。通常由泵的制造工廠在 ，用 20 ℃ 清水 為介質(zhì)進(jìn)行 測定。若輸送其他液體，或操作條件與上述的實(shí)驗(yàn)條件不同時(shí)，應(yīng) 按下式進(jìn)行換算 ，即 若以輸送液體的液柱高度來計(jì)算離心泵入口處的最高真空度，則此真空度 稱為 離心泵的允許吸上真空度 ，以 Hsˊ來表示，即 gppH aS ?139。 ???? 1000)()10( 339。 ?????? ??????pHHHaSS2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 68 最大吸上真空高度 1 , m i n, m a x()asppHg???當(dāng)泵的汽蝕現(xiàn)象剛發(fā)生時(shí)，所對應(yīng)的吸上真空高度 為保證泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中不發(fā)生汽蝕現(xiàn)象 ， 而又盡可能有最大的吸上真空度 ， 規(guī)定留有 。 a x, ?? Ss HH2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 69 10,21102)(????? fg HgugppH?10,2112)(????? fag HgugppH?（ 5）離心泵的允許安裝高度 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 70 10,0 )(?????frVg HN P S HgppH?用必需汽蝕余量表示的安裝高度 用允許吸上真空度表示的安裝高度 10,2139。2 ???? fSg HguHH離心泵實(shí)際的安裝高度比允許安裝高度低 ~1m 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 71 某臺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 (Ha= )，若夏季平均水溫為 40℃ ， 問修