離心泵氣蝕的概念

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tags: 離心泵    時間:2014-03-12 17:35:30
離心泵氣蝕的概念簡介
一、離心泵中的氣蝕現象單離心泵內的壓力低於抽送液體在該溫度下的飽和蒸汽壓力時,液體中就會產生氣泡,發生氣蝕現象。要認識氣蝕現象,首先從我們日常生活的水變……
離心泵氣蝕的概念正文

一、離心泵中的氣蝕現象
單離心泵內的壓力低於抽送液體在該溫度下的飽和蒸汽壓力時,液體中就會產生氣泡,發生氣蝕現象。
要認識氣蝕現象,首先從我們日常生活的水變化談起。
平常我們在一個大氣壓下,將水從20℃加熱到100℃時,就有大量氣泡從水中溢出,形成沸騰現象。如果在20℃下,將壓力降低到0.024個大氣壓,水也能沸騰起來。所以,水和汽是可以相互轉化的,轉化的條件就是溫度和壓力。不但是水,其他液體也有這樣的性質。
在一定溫度下,液體開始氣化的臨界壓力叫液體的汽化壓力,以PV表示。
知道了液體本身所具有的這種物理性質后,我們再來分析泵發生氣蝕的原因。
通常,離心泵的葉輪進口是壓力最低的地方。如果這個地方液體的壓力等於或低於在該溫度下的液體的汽化壓力Pv,就會有蒸汽及溶解在液體的氣體從液體中大量溢出,形成許多蒸汽與氣體混合的小氣泡。這些小氣泡隨液體流到高壓區時,氣泡周圍的壓力高於氣泡內的壓力,氣泡受壓破裂(凝結)。則液體質點就象無數的小子彈連續打擊金屬表面,使金屬表面產生破壞。這就是泵的氣蝕。離心泵在嚴重氣蝕狀態下運轉時,發生氣蝕的部位很快就會變成蜂窩狀或海綿狀。
離心泵剛開始氣蝕時,氣蝕區域較小,對泵正常工作沒有明顯影響,但當氣蝕發展到一定程度時,氣蝕氣泡大量產生,影響液體的正常流動,甚至造成液流間斷,同時伴有雜訊、震動,而且泵的流量、揚程、效率都明顯下降。因此要盡量避免氣蝕產生。
防止氣蝕產生的辦法:
使用方:1.降低泵的安裝高度;2.減少吸入管路阻力;3.降低輸送液體溫度,以降低汽化壓力;4.避免在進口管路上採用閥門節流;
製造方:1.提高泵流道的關潔度;2.加大葉輪進口直徑;3.降低泵的轉速,以降低泵內部壓力;4.在泵進口處加誘導輪。
二、氣蝕余量的概念
泵為什麼會抽上水?因為當葉輪旋轉把水甩出去的時候,葉輪入口處得液體壓力下降,蓄水池內的液體在大氣壓(開式池)的作用下經吸入管進入泵內。
用離心泵抽水,假設泵吸入口為絕對真空,管路阻力位零,液面壓力為一個標準大氣壓,則水應能沿吸入管路上升10.33米。但泵吸入口不可能達到絕對真空,當葉輪吸入口處的壓力接近水的汽化壓力時,就會發生氣蝕而吸不上水來,而且,吸入管路還有一定的阻力,所以泵不可能抽上10.33米。
為了不使泵發生氣蝕,用必須氣蝕余量來表徵泵的氣蝕性能。
1、必須氣蝕余量——NPSHR
必須氣蝕余量是指泵在工作是不產出氣蝕現象所必須具有的富餘能量,用NPSHR表示,單位為米。國際上稱為必須凈正吸頭,必須汽蝕余量越小,泵的抗氣蝕性能越好。
必須汽蝕余量是有試驗的方法確定的,對任何一台新設計的泵,製造廠都要通過氣蝕實驗獲得一個試驗汽蝕余量,然後加上0.3米的安全余量得到必須汽蝕余量。當然在新設計時可以用一些經驗公式估算,等製造完成後再用試驗指校正。
必需汽蝕余量的估算——NPSHR(m)

式中:n——泵軸轉速
Q——輸送溫度下液體流量,m3/s(雙吸泵為1/2Q)
C——氣蝕比轉速(可近似按表13-2確定)
離心泵的氣蝕比膳食C值(2)NPSHR=10.33-hs
式中:hs——吸上真空高度(米)
2、裝置氣蝕余量——NPSHA(m)
吸上裝置:倒灌裝置:式中:p1——吸入液面壓力(pa);
HV1——吸入管路阻力損失(m);
h——泵中心線到液面的安裝高度(m);
Pv——液體在該溫度下的汽化壓力(Pa)
不產生氣蝕的條件
NPSHA>NPSHRNPSHA-NPSHR>S(S:安全余量0.6~1m)。    
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