礦大北京化工原理02

三、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線(xiàn)(一)離心泵的性能參數(shù)⒈流量Q泵在單位時(shí)間內(nèi)能排送到管路系統(tǒng)中的液體體積，l/s，m3/s或m3/h。

Q與泵的結(jié)構(gòu)、尺寸及轉(zhuǎn)速等有關(guān)?！弑冒惭b在某一特定的管路上，∴管路的特性必然要影響流量的大小。1⒉壓頭(揚(yáng)程)H指泵對(duì)單位重量(1N)液體提供的有效能量，m。⒊效率反映泵對(duì)液體提供的有效能量與原動(dòng)機(jī)提供給泵的能量(軸功率N)之比。H與葉片的彎曲情況2、D2、n及Q有關(guān)。2離心泵能量損失包括：⑴容積損失v各種泄漏、回流，使泵對(duì)這部分液體作了無(wú)用功，減少了泵的實(shí)際輸送流量。v與泵結(jié)構(gòu)、泵進(jìn)出口壓強(qiáng)差有關(guān)。⑵機(jī)械損失m各聯(lián)接部件間的機(jī)械摩擦消耗的能量，其值一般為0.96~0.99。⑶水力損失h液體經(jīng)泵體流道時(shí)產(chǎn)生的各種流動(dòng)阻力之和。與泵的結(jié)構(gòu)、流量及液體的性質(zhì)等有關(guān)。與Q無(wú)關(guān)(2-11)3粘阻形阻hfQ額定流量，此時(shí)h=0.8~0.9形阻最小時(shí)流量，液體流向與葉片入口角一致.由水力損失圖示，可知：額定流量Qs下hf，min最高。小型泵約50~70%；大型泵可達(dá)90%。QsQ水力損失圖4泵軸所需功率。若電機(jī)與泵軸間無(wú)傳動(dòng)損失，電機(jī)的輸出功率亦為泵的軸功率N。⒌氣蝕余量后面討論。⒋軸功率N(2-14)5(二)離心泵的特性曲線(xiàn)特性曲線(xiàn)指H~Q、N~Q及~Q(也有含h~Q或Hs~Q的)等的關(guān)系曲線(xiàn)。N~Q~QH~QQ由泵的制造廠(chǎng)家提供，附于樣本或說(shuō)明書(shū)中。圖示為某一轉(zhuǎn)速n下，典型的B型(單級(jí)單吸懸臂式)泵的特性曲線(xiàn)。6特性曲線(xiàn)的特點(diǎn)：⑴H~Q：QH；⑵N~Q：QN，Q=0，Nmin；開(kāi)泵前關(guān)閉出口閥,電流小。⑶~Q：先Q，達(dá)

max后Q，max點(diǎn)——設(shè)計(jì)點(diǎn)，其下的H、Q(即Qs)、N是最佳工況參數(shù)——標(biāo)于銘牌上。選擇泵時(shí)至少應(yīng)使其在≥92%max下工作。N~Q~QH~QQ7p93例2-20.5m80mm100mm20℃清水n=2900rpm測(cè)得：Q=15l/s，泵出口p2=2.55105Pa(表)，入口p1=2.67104Pa(真空度)，電動(dòng)機(jī)消耗功率6.2kw,電機(jī)效率93%，電機(jī)直接帶動(dòng)泵。求：該情況下泵的壓頭、軸功率和效率。8解：⑴求泵的壓頭真空表為1-1’，壓力表為2-2’Z1=0,Hf,1-2=09∵電機(jī)直接帶動(dòng)泵，∴泵的軸功率N=5.77kw。⑶效率

已知電動(dòng)機(jī)的輸入功率為6.2kw,電機(jī)效率93%。則電動(dòng)機(jī)輸出功率：⑵軸功率N10在若干流量下，取得各流量對(duì)應(yīng)的真空表、壓力表、功率表(測(cè)功器)的數(shù)據(jù)，按例題的方法處理，最后在坐標(biāo)紙上繪出特性曲線(xiàn)。離心泵的特性曲線(xiàn)測(cè)定：11四、離心泵性能的改變和換算當(dāng)泵輸送的物料不是“常溫、常壓下的清水(標(biāo)定特性曲線(xiàn)時(shí)采用的工質(zhì))”或葉輪直徑被切割或轉(zhuǎn)速改變時(shí)，泵性能都會(huì)發(fā)生變化，應(yīng)對(duì)泵的特性參數(shù)重新?lián)Q算。12(一)輸送液體物性的影響及換算⒈密度只有受其影響，當(dāng)液體的運(yùn)動(dòng)粘度(=/

)>2010-6m2/s

時(shí)，各參數(shù)按下列公式換算：其余不變。⒉粘度

HfH

QN各換算系數(shù)見(jiàn)p95f.2-14。(2-15)13(二)轉(zhuǎn)速的影響及換算當(dāng)轉(zhuǎn)速改變時(shí)，速度三角形隨之變化，H、Q、、N都變。在不大；設(shè)不變(n<20%)時(shí)，有近似關(guān)系：(2-16)14(三)葉輪直徑D2的影響及換算⒈同型號(hào)泵換上直徑小些的葉輪，只b2稍有變化，猶如對(duì)原葉輪“切割”了一刀(切割量<5%D2)。n不變時(shí)，有近似關(guān)系：切割定律(2-17)15⒉當(dāng)葉輪的直徑和其它尺寸都變化(比例固定)時(shí)，相似工況下有:(2-18)16似乎葉輪入口形成的低壓越低，液體被吸入泵的可靠性越大。五、離心泵的氣蝕現(xiàn)象與允許吸上高度(一)離心泵的氣蝕現(xiàn)象當(dāng)入口壓強(qiáng)p1<

輸送液體溫度下的飽和蒸氣壓ps時(shí)，液體會(huì)氣化。氣化量與成正比。產(chǎn)生的氣泡與葉片間的液體一同拋向葉輪外緣,過(guò)程中氣泡受到壓力的作用迅速地凝結(jié)或破裂，氣泡的？

p33520C時(shí)焓I=83.9kJ/kg，30C時(shí)焓I=125.69kJ/kg；20C時(shí)氣化熱=2446.3kJ/kg，氣化水蒸氣量=0.017kg；n=0.017/18=9.4910-4kmol，=0.02289m317消失產(chǎn)生局部的真空，其周?chē)囊后w以極其高速涌向該空間造成達(dá)幾萬(wàn)kPa的極大沖擊壓力，沖擊頻氣泡多發(fā)生在葉輪入口附近，氣泡凝結(jié)破裂時(shí)，液體象許多細(xì)小的高頻“水錘”(600~25000Hz)擊打著葉輪和殼體的表面，使材料表面出現(xiàn)麻點(diǎn)以致穿孔，嚴(yán)重時(shí)金屬晶粒松動(dòng)、剝落被沖蝕成蜂窩狀，甚至斷裂，葉輪或泵殼不能使用。這種現(xiàn)象——?dú)馕g。率高達(dá)每秒幾萬(wàn)次，沖擊使泵體震動(dòng)并產(chǎn)生噪音。18

有效方法：按泵的“允許吸上高度”(或“氣蝕余量”)結(jié)合所輸送液體的性質(zhì)確定泵的安裝高度。泵在氣蝕條件下運(yùn)行，泵體震動(dòng)發(fā)出噪音，流量明顯下降，壓頭、效率大幅度降低，嚴(yán)重時(shí)不能吸上液體。為避免氣蝕現(xiàn)象，必須保證(后用pv)。除機(jī)械破壞外還伴有電解、化學(xué)腐蝕等多種復(fù)雜的作用。19(二)離心泵的允許吸上高度(允許安裝高度，極限)指泵的吸入口與吸口側(cè)儲(chǔ)槽液面間允許達(dá)到的最大垂直距離Hg，m。設(shè)泵在允許的安裝高度操作，在0-1間列柏式：(2-19)Hgpa00’11’pa20其中包括：安裝真空表處

表示泵吸上能力的指標(biāo)：⒈允許吸上真空度Hs與壓強(qiáng)最小處之間的壓強(qiáng)差和流動(dòng)損失等。(2-21)pa-p1—液面到泵入口間的真空度pa

>p1>p1,minHs’—用輸送液體柱高度表示的真空度，[m液柱]。泵出口泵入口葉輪入口葉輪出口P1,min飽和蒸氣壓絕對(duì)0壓H21(2-21)代入(2-19)：Hs’與泵的結(jié)構(gòu)、輸送液體的流量、物性及當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)有關(guān)。廠(chǎng)家給的Hs’以1at，20℃清水為介質(zhì)標(biāo)定的?！逹

Hs’，而Hs’

Hg∴計(jì)算時(shí)用最大流量下的Hs’。有建議Hg再減去0.5~1m的高度。按標(biāo)定條件，把改寫(xiě)為：(2-22)222.氣蝕余量h

(多為油泵用)為防止氣蝕現(xiàn)象發(fā)生，離心泵入口附近的液體靜壓頭與動(dòng)壓頭之和必須大于操作溫度下液體的飽和蒸氣壓頭的一個(gè)最小值。(2-24)當(dāng)輸送的工質(zhì)與測(cè)定條件不符時(shí)，修正：23發(fā)生氣蝕的臨界條件設(shè)p1,min處為k-k’截面，p1,min等于pv，此時(shí)對(duì)應(yīng)的p1也達(dá)其最小值，安裝真空表處1~k：∵∴則：(2-27)又∵Qh，∴應(yīng)取Qmax下的h值。24p102例2-6用3B33型泵從一敞口槽中將水送至它處。槽內(nèi)液面恒定，Q=45~55m3/h，Qmax下吸入管壓3B33型泵的部分性能Q,m3/hH,mn,rpmHs,m 30 35.629007.0 45 32.629005.0 55 28.829003.0 解：⑴送20℃水時(shí)的Hg=0=1mQmax下，=3m=3-1=2m頭損失Hf,0-1=1m，吸入管中動(dòng)壓頭0。試計(jì)算：⑴送20℃水時(shí)的Hg，⑵送65℃水時(shí)的Hg,pa=1at=10mH2O25⑵