离心泵汽蚀余量计算与预测.pdf

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1、2O08年12月农业机械学报第39卷第12期离心泵汽蚀余量计算与预测*潘中永倪永燕汤跃袁寿其【摘要】由于泵会在偏离设计工况或者叶轮切割的条件下运行，因此研究泵在非设计工况点的汽蚀余量是有意义的。从泵的汽蚀余量计算公式出发，分析了泵汽蚀余量实验确定方法和预测方法的不足。泵汽蚀特性由泵叶轮进口决定，与泵扬程无关，据此提出了一种与叶轮外径无关的应用“拟似”扬程确定泵汽蚀余量的方法。分析了泵汽蚀性能与几个关键参数之间的关系，提出了预测泵汽蚀性能曲线的简单有效的方法。关键词：离心泵汽蚀余量预测中图分类号：TH311文献标识码：A式(1)中右侧第1项表示叶轮前

2、部泵体进口同叶轮引言之间的损失，因此忌值基本是由泵体进口处的设计汽蚀余量是离心泵的一个重要水力性能指标。决定的。第2项表示在叶轮叶片进口处压力降，因目前确定汽蚀余量的最可靠方法仍然是实验曲线。此，值基本是由叶轮叶片进口处的设计决定的。在出厂实验中，比较通用的标准是由美国水力标准和训】分别为进口轴面流速和进口相对速度；g】协会(Hydrau1icInstituteStandards)制订的【ll，也就为重力加速度。是以扬程下降3％时的装置汽蚀余量NPSHA为当由此可见，影响泵的汽蚀性能的因素主要有两前流量点的泵汽蚀余量NPsHR。但是该方法存在方面，

3、一是叶轮进口前泵体的设计，二是叶轮进口处很多不足之处。牟介刚认为泵在不同的使用条件下的设计。运行，承受汽蚀破坏的程度有很大的差异。因此，对1．2泵汽蚀余量的实验确定方法于所有的泵都用同一判据来表征汽蚀性能并用同样图1a为40—250型泵叶轮切割前和叶轮切割的方法来设计叶轮是不恰当的【。Terry认为，应10％后实验得到的性能曲线，包括流量一扬程曲线和当根据介质、泵比转数以及叶轮外径的不同对现有汽蚀余量曲线，该泵切割前的比转数为38．7。图1b实验方法得到的泵汽蚀余量进行修正才能更准确地为在同一流量下叶轮切割前、后泵汽蚀余量的实验描述泵的汽蚀特性I3

4、]。近年来，随着计算流体力学确定值。由于切割后的叶轮扬程低，因此下降3％的发展和测试手段的进步，对汽蚀的研究较多，目前的绝对值也小，由此得到结果是：根据现有的泵汽蚀这些研究主要集中于个体泵设计工况点汽蚀的发展余量实验确定准则，同一叶轮切割后的泵汽蚀余量机理及其诊断技术领域[]。要比未切割的原叶轮的汽蚀余量大。换言之，在叶本文从描述泵汽蚀本质的泵汽蚀余量计算公式轮进口汽蚀程度相同的情况下，与叶轮外径切割后出发，借助于“拟似”扬程定义，建立与泵扬程无关的的叶轮相比，外径较大的叶轮引起的扬程下降所占泵汽蚀余量确定方法；分析泵汽蚀性能与泵设计参的比例要小。

5、得到汽蚀余量曲线如图1a所示，这一数之间的关系，并提出预测泵汽蚀性能曲线的方法。实验结论与泵汽蚀余量的计算公式(1)显然是矛盾l问题的提出的。1．1泵汽蚀余量的定义叶轮切割后，泵的流量一扬程性能参数成比例降泵汽蚀余量NPsHR的计算公式为[6]低，但是泵最优汽蚀余量点并不向小流量方向移动，泵汽蚀曲线仍然保持原始的形式。有研究者认为，NPsH尺=是+忌：(1)非设计工况点(或最优效率点)的汽蚀余量是毫无意收稿日期：2008一O3—31*江苏省自然科学基金重点资助项目(项目编号：BK2o07706)和江苏省高校自然科学基础研究项目(项目编号：O8B57

6、0001)潘中永江苏大学流体机械工程技术研究中心副研究员，212O13镇江市倪永燕江苏大学流体机械工程技术研究中心博士生汤跃江苏大学流机诫工程技术研究中心副研究员袁寿其江苏大学校长教授博士生导师第12期潘中永等：离心泵汽蚀余量计算与预测207：一切割器前汽蚀性能=_：-=-切刮雷后粪汽鑫蚀茬性能——一基于“拟似”扬程的汽蚀性能8O353．O厂7O。f’2．5委2O厂6O。，1．51O5OO2468O．5汽蚀余量NPsHRfmOlO2O3O4050流量Q／m-h一图14O一250型泵叶轮切割前后的实验性能曲线义的[。但是在叶轮切割以后，由于实际运行点

7、与泵(单吸泵与双吸泵分开)的汽蚀比转数都是相同原始设计点相比发生偏离，因此这种情况下非设计的，这与事实显然不一致。_工1煮的。2“拟似，，扬程及汽蚀曲线的实验确定方法．3泵汽蚀余量预测法分析‘⋯”一～一一⋯一～一～～～～一目前比较常用的汽蚀预测方法是Thoma—泵的扬程是叶轮外径D的函数，如果根据传Moody汽蚀系数法，该系数定义为统的扬程下降3％确定的7、PS值，如前所述，在叶轮外径切割以后就会变化。G。ngwer很早就认识到：————～(l2Z)NPSHR这一定义方式的欠缺，他在实验中定义并式(2)形式上表现出泵汽蚀余量NPsHR与泵扬程使用一

8、个称为“拟似”扬程的参数来确定泵汽蚀余H存在联系，事实上二者没有关系。根据相似理论，量。在其定义中，不使用泵实际扬程，而是