葉片式泵與風(fēng)機的性能-汽蝕

泵的汽蝕一、汽蝕現(xiàn)象及其危害汽蝕產(chǎn)生的物理、化學(xué)過程當(dāng)運動液體的壓強降低到相應(yīng)的汽化壓強“pvp”以下時，會發(fā)生汽化，產(chǎn)生氣泡；這些氣泡隨著液體流動被帶到高壓區(qū)，在高壓區(qū)氣泡將凝結(jié)而破裂。大量氣泡的破裂會對流道壁面局部形成持續(xù)的反復(fù)的沖擊，這種高壓高頻的局部水錘造成金屬表面因疲勞而產(chǎn)生機械剝蝕。此外，氣泡破裂的沖擊會產(chǎn)生局部溫升，加速了活潑氣體對金屬材料的化學(xué)腐蝕汽蝕現(xiàn)象一、汽蝕現(xiàn)象及其危害汽蝕——金屬表面在氣泡破裂產(chǎn)生機械剝蝕和化學(xué)腐蝕的長期聯(lián)合作用下形成的蜂窩狀破壞。泵的汽蝕——泵內(nèi)反復(fù)出現(xiàn)的液體汽化（氣泡形成）和凝結(jié)（氣泡破裂）的過程，并使金屬表面受到?jīng)_擊剝蝕和化學(xué)腐蝕的破壞現(xiàn)象稱為汽蝕現(xiàn)象汽蝕現(xiàn)象一、汽蝕現(xiàn)象及其危害噪音和振動加劇工作性能下降縮短泵的使用壽命（葉輪損壞）泵的汽蝕性能曲線（見右圖）汽蝕現(xiàn)象二、汽蝕性能參數(shù)汽蝕性能參數(shù)（正確選取合適的“Hg”的依據(jù)）1、允許吸上真空高度［Hs］列吸入容器液面及泵入口S-S斷面的伯努利方程可得：（1）吸上真空高度Hs二、汽蝕性能參數(shù)汽蝕性能參數(shù)（正確選取合適的“Hg”的依據(jù)）1、允許吸上真空高度［Hs］（2）最大吸上真空高度Hsmax（汽蝕實驗測定）Hs↑→ps↓→Hg或vS↑Hs>Hsmax，發(fā)生汽蝕Hs<Hsmax，不會發(fā)生汽蝕二、汽蝕性能參數(shù)汽蝕性能參數(shù)（正確選取合適的“Hg”的依據(jù)）1、允許吸上真空高度［Hs］（3）允許吸上真空高度（泵制造廠提供）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，大氣壓760mmHg、液溫20℃時的數(shù)值［Hs］=Hsmax-0.3（4）用戶使用時為修正值：Hamb——使用場合的大氣壓頭，m；Hvp——使用場合的汽化壓頭，m

二、汽蝕性能參數(shù)汽蝕性能參數(shù)（正確選取合適的“Hg”的依據(jù)）1、允許吸上真空高度［Hs］3、無因次參數(shù)曲線的用途（5）［Hs］的不足：①不能直接反映泵本身的汽蝕性能；②當(dāng)泵的工作環(huán)境改變時需要進行修正，使用時不方便二、汽蝕性能參數(shù)汽蝕性能參數(shù)（正確選取合適的“Hg”的依據(jù)）2、允許汽蝕余量［NPSH］（1）有效汽蝕余量NPSHa()概念——泵吸入口處單位重量液體所具有超過汽化壓強能頭的富裕能頭，用符號NPSHa表示定義式：計算式：

二、汽蝕性能參數(shù)汽蝕性能參數(shù)（正確選取合適的“Hg”的依據(jù)）2、允許汽蝕余量［NPSH］（1）有效汽蝕余量NPSHa()特點液溫升高或流量增加→↓，汽蝕發(fā)生可能性增大

→汽蝕發(fā)生的可能性減小NPSHa由吸入管路系統(tǒng)裝置決定，與泵本身無關(guān)二、汽蝕性能參數(shù)汽蝕性能參數(shù)（正確選取合適的“Hg”的依據(jù)）2、允許汽蝕余量［NPSH］（2）必需汽蝕余量NPSHr（）有效汽蝕余量指在泵吸入口處液體所具有的富裕能量，但泵吸入口處的液體壓強并不是泵內(nèi)壓強最低處的液體壓強從泵吸入口至葉輪入口的截面積是逐漸收縮的，液體流速要升高，壓力相應(yīng)降低液體從泵吸入口流至葉片K點間，存在沿程、局部流動阻力損失，致使液體壓強下降液體進入葉輪流道時，存在繞流，液流急劇轉(zhuǎn)彎，流速加大，液體壓強降低二、汽蝕性能參數(shù)汽蝕性能參數(shù)（正確選取合適的“Hg”的依據(jù)）2、允許汽蝕余量［NPSH］（2）必需汽蝕余量NPSHr（）二、汽蝕性能參數(shù)汽蝕性能參數(shù)（正確選取合適的“Hg”的依據(jù)）2、允許汽蝕余量［NPSH］（2）必需汽蝕余量NPSHr（）概念——單位重量液體從泵入口流至葉輪葉片進口壓強最低處的壓強降能頭，以符號NPSHr表示。定義式：計算式：m為壓降系數(shù)，λ為液體繞流葉片頭部的壓降系數(shù)二、汽蝕性能參數(shù)汽蝕性能參數(shù)（正確選取合適的“Hg”的依據(jù)）2、允許汽蝕余量［NPSH］（2）必需汽蝕余量NPSHr（）特點：越大，壓降越大，抗汽蝕性能差，汽蝕發(fā)生的可能性增大流量增加，增大，汽蝕發(fā)生的可能性增加NPSHr的值取決于吸入室結(jié)構(gòu)、首級葉輪入口形狀和結(jié)構(gòu)、葉輪進口處流速大小和分布等，而與吸入管路裝置無關(guān)二、汽蝕性能參數(shù)汽蝕性能參數(shù)（正確選取合適的“Hg”的依據(jù)）2、允許汽蝕余量［NPSH］（3）允許汽蝕余量［NPSH］NPSHa與NPSHr的關(guān)系NPSHa<NPSHr→pk<pvp，泵內(nèi)會發(fā)生汽蝕NPSHa>NPSHr→pk>pvp，泵內(nèi)不會發(fā)生汽蝕NPSHc=NPSHa=NPSHr，臨界汽蝕余量二、汽蝕性能參數(shù)汽蝕性能參數(shù)（正確選取合適的“Hg”的依據(jù)）2、允許汽蝕余量［NPSH］（3）允許汽蝕余量［NPSH］泵工作時不發(fā)生汽蝕的條件：NPSHa>NPSHr允許汽蝕余量的定義：［NPSH］=NPSHc+0.3三、泵允許幾何安裝高度［Hg］的確定由允許吸上真空高度［HS］確定由允許汽蝕余量［NPSH］確定三、泵允許幾何安裝高度［Hg］的確定1泵不發(fā)生汽蝕的條件Hg≤［Hg］2［Hg］>0——泵中心線可安裝在吸入容器液面以上3［Hg］<0——泵中心線應(yīng)在吸入容器液面以下，否則泵工作時會發(fā)生汽蝕泵的幾何安裝高度三、泵允許幾何安裝高度［Hg］的確定1泵的幾何安裝高度為負(fù)值時，稱為倒灌高度2泵吸送飽和液體時必須是倒灌高度。因此時po=pvp，即［Hg］=-［NPSH］-hw3電廠應(yīng)用:給水泵、凝泵倒灌高度三、泵允許幾何安裝高度［Hg］的確定在高原大氣壓力為90636Pa的地方，用泵輸送水溫為450C的熱水。吸水管路阻力損失為0.8m,等直徑吸水管段熱水流速為4m/s，此時泵的允許吸上真空高度［Hs］=5.5m。（1）試求泵的允許幾何安裝高度？（2）若其它條件不變，輸送水溫為80℃，泵的允許幾何安裝高度又是多少？解：例題三、泵允許幾何安裝高度［Hg］的確定某臺CHTA型鍋爐給水泵，其入口直徑d1=257mm，吸入管路總阻力損失系數(shù)ζ0=4.3。泵在額定工況下的流量為675m3/h，揚程為2370N·m/N，轉(zhuǎn)速為5900r/min，［NPSH］=34m。試確定其幾何安裝高度Hg例題四、汽蝕比轉(zhuǎn)速汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)：既能表示泵的汽蝕性能，又與泵的性能參數(shù)相聯(lián)系的綜合參數(shù)（綜合相似特征數(shù)），用符號c表示，是能夠比較不同吸入結(jié)構(gòu)泵汽蝕性能好壞比較的綜合參數(shù)1、推導(dǎo)依據(jù)——汽蝕相似定律，其形式為2、汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)形式四、汽蝕比轉(zhuǎn)速3、汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)分析：必需汽蝕余量小，則汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)大，表示汽蝕性能好，反之則差，即“c”的大小，可以反應(yīng)泵抗汽蝕性能的好壞c增大，泵效率降低對c=600～800的泵，主要考慮效率對c=800～1200的泵，兼顧汽蝕和效率對c=1200～1600的泵，對汽蝕要求較高五、防止泵發(fā)生汽蝕的措施（一）提高泵的抗汽蝕性能1、增大有效汽蝕余量的措施減少吸入管路的阻力損失正確地決定幾何安裝高度加前置泵2、降低必需汽蝕余量的措施采用雙吸葉輪采用吸入性能好的葉輪采用誘導(dǎo)輪或雙重