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时间:2020-08-30
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1、离心泵的气蚀现象与允许吸上高度(一)离心泵的气蚀现象问题:叶轮入口形成的低压越低,液体被吸入泵的可靠性越大? 当入口压强p1〈输送液体温度下的饱和蒸汽压ps时,液体会汽化。汽化量与△p=p1-ps成正比。气泡与叶片间的液体一同抛向叶轮外缘,过程中气泡受到压力的作用迅速地凝结或破裂,气泡的消失产生局部的真空,其周围的液体以极其高速涌向该空间造成达几万kPa的极大冲击压力,冲击频率高达每秒几万次,冲击使泵体产生震动并发出噪音。 气泡多发生在叶轮入口附近,气泡凝结破裂时,液体象许多细小的高频冲击“水锤”(60
2、0~25000Hz)那样击打着叶轮和壳体的表面,使材料表面出现麻点以致穿孔,严重时金属晶粒松动并剥落冲蚀成蜂窝状,甚至断裂,以至叶轮或泵壳不能使用。这种现象——气蚀。 除机械破坏外,气蚀还伴有电解、化学腐蚀等多种复杂的作用。泵在气蚀条件下运行,泵体震动发出噪音、流量明显下降,压头、效率大幅度降低。严重时不能吸上液体。为避免气蚀现象,必须保证P1,min>Ps。 有效方法:按泵的“允许吸上高度”(或“气蚀余量”)结合输送液体的性质确定泵的“安装高度”。(二)离心泵的允许吸上高度(允许安装高度,极限)
3、泵的饿允许吸上高度:泵的许入口与吸口侧储槽液面间允许达到的最大垂直距离,Hg,m。 设泵在允许的安装高度操作,在0-1间列柏努利方程式: 由图示可见P1>P1,min,其差包括:安装真空表处与压强最小处之间的压强差和流动损失等。表示泵吸上能力的指标:1、允许吸上真空度 Hs'=(Pa-P1)/ρg (2-21) Pa-P1——液面到泵入口间的真空度,P1>P1,min>Ps,Hs'用输送液体柱高度表示的真空度,[m液柱]。 (2-21)代入(2-19):H
4、g=Hs'-(u1)2/2g-Hf,0-1 (2-22)H'与泵的结构、输送液体的流量、物性及当地大气压强有关。 厂家给的Hs'是以1at,20oC清水为介质表定的Hs'。有人建议再减去0.5~1m的高度。2、气蚀余量△h(多为油泵用) 为防止气蚀现象发生,离心泵入口附近的液体静压头P1/ρg与动压头(u1)2/ρg之和必须大于操作温度下液体的饱和蒸汽压头的一个最小值。发生气蚀的临界条件是(设P1,min处为k-k'截面):p1,min等于p,此时对应的p1也达其最小值,1-k:∵Q↑→△h↑,∴应取Q
5、max下的△h值。防止发生气蚀,从下列方面入手:1、提高泵自身气蚀能力:增加叶轮叶片进口的宽度b1;适当增大叶轮前盖板的曲率半径,改善流速分布的均匀性;平衡孔面积>5倍密封环间隙的面积,以减小泄露流速→减小对主流的影响,提高抗气蚀能力;增加叶轮等的光洁度和流线型等等。2、防止发生气蚀的措施:减小Hg;减小Hf,0-1如d1↑、L↓、减少弯头(或增大角度)、附件等;防止常时间在大流量下进行;同流量下采用双吸泵,进口流速↓,等等。3、采用诱导轮:诱导轮属于轴流式叶轮,无离心式叶轮促进液体和气泡分离的离心作用。在诱导
6、轮外缘产生的气泡沿轴向运动时,轮毂侧的液体在离心力作用下把气泡压控在外缘局部,在诱导轮内凝结。不易造成整个流道的堵塞。
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