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泵的汽蚀与选型

时间:2009-12-10      阅读:900

 

一、泵的类型原理
1、泵的定义:通常把提升液体、输送液体或使液体增加压力,即把原动机的机械能变为液体能量从而达到抽送液体目的的机器统称为泵。
2、泵的工作原理:
(1)容积式泵----利用工作腔容积周期变化来输送液体。
(2)叶片泵----利用叶片和液体相互作用来输送液体
3、泵的具体用途:泵的不同用途、不同的输送液体介质、不同流量、不同扬程的范围,泵的结构型式当然也不一样,材料也不同,概括起来,大致可以分为:
(1)城市供水 (2)污水系统 (3)土木、建筑系统 (4)农业水利系统(5)电站系统(6)化工系统(7)石油工业系统(8)矿山冶金系统(9)轻工业系统(10)船舶系统
二、汽蚀现象
液体在一定温度下,降低压力至该温度下的汽化压力时,液体便产生汽泡。把这种产生汽泡的现象称为汽蚀。汽蚀时产生的汽泡,流动到高压处时,其体积减小以致破灭。这种由于压力上升汽泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。
泵在运转中,若其过流部分的局部区域(通常是叶轮叶片进口稍后的某处)因为某种原因,抽送液体的压力降低到当时温度下的液体汽化压力时,液体便在此处汽化,产生大量蒸气,形成气泡,当含有大量气泡的液体向前经过叶轮内的高压区时,气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以致破裂。在气泡凝结破裂的同时,液体质点以很高的速度填充空穴,在此瞬间产生很强烈的水击作用,并以很高的冲压频率打击金属表面,冲击应力可达几百至几千个大气压,严重时会将壁厚击穿。
在水泵中产生气泡和气泡破裂使过流部分遭受到破坏的过程就是水泵中的汽蚀过程。水泵产生汽蚀后除了对过流部件产生破坏作用以外,还会产生振动和噪音,并导致泵原性能下降,严重时会使泵中液体中断,不能正常工作。
三、泵汽蚀基本关系式
泵发生汽蚀的条件是由泵本身和吸入装置两方面决定的。因此研究汽蚀发生的条件,应从泵本身和吸入装置双方来考虑,泵的基本关系式为:
NPSHc≤NPSHr≤[NPSH]≤NPSHa
NPSHa=NPSH(NPSHc)--------泵开始汽蚀
NPSHa>NPSHr(NPSHc)------泵无汽蚀
式中NPSHa---装置汽蚀余量又叫有效汽蚀余量,越大越不易汽蚀;
     NPSHr----泵汽蚀余量,又叫必需汽蚀余量或泵进口压降,越小抗汽蚀性能越好;
     NPSHc-----临界汽蚀余量,是指对应泵性能下降一定值的汽蚀余量;
     [NPSH]-----许用汽蚀余量,是确定泵使用条件用汽蚀余量,通常取[NPSH]=(1.1~1.5)NPSHc.
四、防止汽蚀措施
欲防止发生汽蚀必须提高NPSHa,使NPSHa>NPSHr,可防止发生汽蚀的措施如下:
1、减小几何吸上高度hg(或增加几何倒灌高度);
2、减小吸入损失hc,为此可设法增加管径,尽量减小管路长度、弯头和附件等;
3、防止长时间在大流量下工作;
4、在同样转速和流量下,采用双吸泵,因减小进口流速,泵不易发生汽蚀;
5、泵发生汽蚀时,应尽量把流量减小功降速运行;
6、泵吸水池的情况对泵汽蚀有重要影响;
7、对于在苛刻条件下运行的泵,为避免汽蚀破坏,可使用耐汽蚀材料。
五、泵的选型
设计院在在设计装置设备时,要确定泵的用途和性能并选择泵的型号。这种选择首先得从选择泵的种类和形式开始,那么以什么原则来选泵呢?依据又是什么?
1、泵的选型原则
(1)使所选泵的形式和性能符合装置流量、扬程、压力、温度、汽蚀余量、吸程等工艺发参数的要求。
(2)必须满足介质特性的要求。对输送易燃易爆、有毒或贵重介质的泵,要求轴封可靠或采用无泄漏泵,如磁力驱动泵、隔膜泵、屏蔽泵。对输送腐蚀性介质的泵,要求对过流部件采用耐腐蚀性材料,如AFB不锈钢耐腐蚀泵、CQF工程塑料磁力驱动泵。对输送含固体颗粒介质的泵,要求对过流部件采用耐磨材料,必要时轴封采用清洁液体冲洗。
(3)机械方面可靠性高、噪音低、振动小。
(4)经济上要综合考虑到设备费、运转费、维修费和管理费的总成本zui低。
(5)离心泵具有转速高、体积小、重量轻、效率高、流量大、结构简单、液体无脉动、性能平稳、容易操作和维修方便等特点。因此除以下情况外应尽量选用离心泵:有计量要求时,选用计量泵;扬程要求很高,流量很小且无合适小流量高扬程离心泵可选时,可选用重复泵;如对汽蚀要求不高时也可选用旋涡泵;扬程很低,流量很大时,可选用轴流泵和混流泵;介质粘度较大(大于650~1000mm2/s)时,可考虑选用转子泵或重复泵(齿轮泵、螺杆泵);介质含气量75%,流量较小且粘度小于37.4mm2/s时,可选用旋涡泵;对启动频繁或灌泵不便的场合,应选用具有自吸性能的泵如自吸式离心泵、自吸式旋涡泵、气动(电动)隔膜泵。
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