离心泵气蚀的概念

设备维护 2013-04-01 22:35:14

  一、离心泵中的气蚀现象
  单离心泵内的压力低于抽送液体在该温度下的饱和蒸汽压力时,液体中就会产生气泡,发生气蚀现象。
  要认识气蚀现象,首先从我们日常生活的水变化谈起。
  平常我们在一个大气压下,将水从20℃加热到100℃时,就有大量气泡从水中溢出,形成沸腾现象。如果在20℃下,将压力降低到0.024个大气压,水也能沸腾起来。所以,水和汽是可以相互转化的,转化的条件就是温度和压力。不但是水,其他液体也有这样的性质。
  在一定温度下,液体开始气化的临界压力叫液体的汽化压力,以PV表示。知道了液体本身所具有的这种物理性质后,我们再来分析泵发生气蚀的原因。
  通常,离心泵的叶轮进口是压力最低的地方。如果这个地方液体的压力等于或低于在该温度下的液体的汽化压力Pv,就会有蒸汽及溶解在液体的气体从液体中大量溢出,形成许多蒸汽与气体混合的小气泡。这些小气泡随液体流到高压区时,气泡周围的压力高于气泡内的压力,气泡受压破裂(凝结)。则液体质点就象无数的小子弹连续打击金属表面,使金属表面产生破坏。这就是泵的气蚀。离心泵在严重气蚀状态下运转时,发生气蚀的部位很快就会变成蜂窝状或海绵状。
  离心泵刚开始气蚀时,气蚀区域较小,对泵正常工作没有明显影响,但当气蚀发展到一定程度时,气蚀气泡大量产生,影响液体的正常流动,甚至造成液流间断,同时伴有噪声、震动,而且泵的流量、扬程、效率都明显下降。因此要尽量避免气蚀产生。
防止气蚀产生的办法:
  使用方:1.降低泵的安装高度;2.减少吸入管路阻力;3.降低输送液体温度,以降低汽化压力;4.避免在进口管路上采用阀门节流;
  制造方:1.提高泵流道的关洁度;2.加大叶轮进口直径;3.降低泵的转速,以降低泵内部压力;4.在泵进口处加诱导轮。
  二、气蚀余量的概念
  泵为什么会抽上水?因为当叶轮旋转把水甩出去的时候,叶轮入口处得液体压力下降,蓄水池内的液体在大气压(开式池)的作用下经吸入管进入泵内。
  用离心泵抽水,假设泵吸入口为绝对真空,管路阻力位零,液面压力为一个标准大气压,则水应能沿吸入管路上升10.33米。但泵吸入口不可能达到绝对真空,当叶轮吸入口处的压力接近水的汽化压力时,就会发生气蚀而吸不上水来,而且,吸入管路还有一定的阻力,所以泵不可能抽上10.33米。
  为了不使泵发生气蚀,用必须气蚀余量来表征泵的气蚀性能。
  1
、必须气蚀余量――NPSHR
  必须气蚀余量是指泵在工作是不产出气蚀现象所必须具有的富余能量,用NPSHR表示,单位为米。国际上称为必须净正吸头,必须汽蚀余量越小,泵的抗气蚀性能越好。
  必须汽蚀余量是有试验的方法确定的,对任何一台新设计的泵,制造厂都要通过气蚀实验获得一个试验汽蚀余量,然后加上0.3的安全余量得到必须汽蚀余量。当然在新设计时可以用一些经验公式估算,等制造完成后再用试验指校正。

  必需汽蚀余量的估算――NPSHR(m)

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  式中:n――泵轴转速
  Q――
输送温度下液体流量,m3/s(双吸泵为1/2Q
  C――
气蚀比转速(可近似按表13-2确定)
  离心泵的气蚀比膳食C

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  (2)NPSHR=10.33-hs
  式中:hs――吸上真空高度(米)
  2
、装置气蚀余量――NPSHAm
  吸上装置:

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  倒灌装置:

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  式中:p1――吸入液面压力(pa);
  HV1――
吸入管路阻力损失(m);
  h――
泵中心线到液面的安装高度(m);
  Pv――
液体在该温度下的汽化压力(Pa
  不产生气蚀的条件
  NPSHA
NPSHR NPSHA-NPSHRSS:安全余量0.6~1m)。

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