化工原理第二章离心泵解读.ppt

一．离心泵的工作原理 1、离心泵的流量 指离心泵在单位时间里排到管路系统的液体体积，一般用qv表示，单位为m3/s 、m3/min或 m3/h。又称为泵的送液能力 。 2、离心泵的压头（扬程） 泵对单位重量的液体所提供的有效能量，以H表示，单位为m。又称为泵的扬程。 2-1-2其他类型泵 一、往复泵 1、往复泵的结构 及工作原理 ②必需汽蚀余量（NPSH）必需 （用Δhτ 表示） Δhτ是表示液体从泵入口流到叶轮内最低压力处的全部压头损失。显然， Δhτ越小，泵越不容易发生汽蚀。因为泵入口处的富余压头Δha在用于压头损失Δhτ之后，所剩余的压头就越多，这表明液体流到叶轮内最低压力点时，其压头高出pv/ρg 就越多，所以不会发生汽蚀。 判别汽蚀的条件是： （1）Δha＞Δhτ时，不会发生汽蚀； （2）Δha＝Δhτ时，开始发生汽蚀； （3）Δha＜Δhτ时，严重汽蚀。 由以上分析可以看出： 汽蚀余量——距离汽蚀现象发生时的剩余能量。 ③允许汽蚀余量 （ 用Δh表示） 前已指出，为避免汽蚀现象发生，离心泵入口处压力不能过低，而应有一最低允许值，此时所对应的汽蚀余量称为允许汽蚀余量，以 表示，即： 允许汽蚀余量Δh与必需汽蚀余量Δhτ的关系为： 式中 0.3m——安全裕量。 Δh一般由泵制造厂通过汽蚀实验测定，并作为离心泵的性能列于泵产品样本中。泵正常操作时，实际汽蚀余量必须大于允许汽蚀余量 ，标准中规定应大于0.5m以上。 （2）离心泵的安装高度 ①离心泵的最大安装高度 当汽蚀现象刚开始发生时的安装高度称为最大安装高度，用Hgmax 表示。 式中 p0 ——吸入端液面上方的压强，Pa； pv ——操作状态下被输送液体的饱和蒸气压，Pa； Δhτ——必需汽蚀余量，m； ΣHf ——吸入端管路的阻力损失，m。 ②离心泵的最大允许安装高度（允许吸上高度） 为保证泵的安全操作，刚好不发生汽蚀现象而允许的安装高度称为最大允许安装高度，用Hg允许 表示。 式中 p0 ——吸入端液面上方的压强，Pa； pv ——操作状态下被输送液体的饱和蒸气压，Pa； Δh——允许汽蚀余量，m； ΣHf ——吸入端管路的阻力损失，m。 实际操作过程中，离心泵的安装高度只要低于允许安装高度，就不会发生汽蚀现象。 3、几点讨论 （1）允许汽蚀余量Δh是在一个大气压下用20℃的清水测定的，当使用条件与此不同时，应根据液体密度、蒸汽压和液面压力进行修正，然后才能用于允许安装高度的计算。求校正系数的曲线常载于泵的说明书中。 （2）从前面的讨论中容易使人获得这样一种认识，即汽蚀是由于安装高度太高引起的，事实上汽蚀现象的产生可以有以下三方面的原因： ①离心泵的安装高度太高； ②被输送流体的温度太高，液体蒸汽压过高； ③吸入管路的阻力或压头损失太高。 允许安装高度这一物理量正是综合了以上三个因素对汽蚀的贡献。 由此，我们又可以有这样一个推论：一个原先操作正常的泵也可能由于操作条件的变化而产生汽蚀，如被输送物料的温度升高，或吸入管线部分堵塞。 （5）安装泵时，为保险计，实际安装高度比允许安装高度还要小0.5至1米。（如考虑到操作中被输送流体的温度可能会升高；或由贮槽液面降低而引起的实际安装高度的升高）。 （3）有时，计算出的允许安装高度为负值，这说明该泵应该安装在液体贮槽液面以下。 （4）允许安装高度的大小与泵的流量有关。由其计算公式可以看出，流量越大，计算出的越小。因此用可能使用的最大流量来计算是最保险的。 （6）历史上曾经有过允许吸上真空度和允许汽蚀余量并存的时期，二者都可用以计算允许安装高度，前者曾广泛用于清水泵的计算；而后者常用于油泵中。但是，目前允许吸上真空度已经不再被使用了。 式中 ——离心泵的允许吸上真空度。 例：某车间要安装一台离心泵输送循环水，从样本上查得该泵的流量为468m3/h，扬程为38.5m时，泵的允许汽蚀余量Δh＝4m。现流量和扬程均符合要求，且已根据水池到泵的距离及所用的管径和流量，估计出吸入管路阻力约为2m，试计算： （1）车间位于海平面，输送水温为20oC时，泵的最大允许安装高度； （2）车间位于海拔1000m的高原处，输送水温为80 oC时，泵的最大允许安装高度。 解：（1）在海平面处，P0=101325Pa 查得水在20 0C时，Pv=2354.1Pa ρ＝998.2kg/m3