技师培训教材--泵与风机(叶片式泵的性能及结构 )

电厂技师培训教材

THERMAL POWER PLANT OF YI ZHENG CHEMICAL FIRBLE CO.,LTD

泵与风机主讲人：印胜伟

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§2 叶片式泵的性能及结构§2-1泵内汽蚀一、泵内汽蚀现象 二、对泵运行的危害 三、泵的几何安装高度与吸上真空高度的确定 四、汽蚀余量

五、汽蚀相似定律及汽蚀比转速六、提高泵抗汽蚀性能的措施

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一、泵内汽蚀现象(水力机械的系统和设备)

1、形 成： 机械侵蚀 内向爆炸性冷凝冲击，微细射流→疲劳破坏 →点蚀 蜂窝状汽蚀。 化学腐蚀 汽泡溃灭→活性气体→凝结热→腐蚀性破坏

汽蚀对泵叶轮的破坏

电厂循环水泵叶轮汽蚀 工人正使用高分子钛合金涂料做叶轮涂层

2、什么是：汽泡形成→发展→溃灭→过流壁面破坏的全过程。 3、分 类：移动汽蚀、固定汽蚀、旋涡汽蚀、振动汽蚀。

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二、对泵运行的危害1、缩短泵的使用寿命：粗糙多孔→显微裂纹→蜂窝状或 海绵状侵蚀→呈空洞。 2、产生噪声和振 动：若振动产生汽泡， 汽蚀产生振动→互相 激励→汽蚀共振。3、影响泵的运行性能：断裂工况(汽泡堵塞流道);潜 伏性汽蚀(易被忽视)。 那么泵内汽蚀的产生与那些因素有关？又如何防止呢？

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泵吸入口真空计或压强计

吸水池液面e-e

三、泵的几何安装高度与吸上真空高度的确定列吸水池液面e-e及泵入口断面s-s之间的能量方程式有：

pe ps s2 0 0 Hg hs g g 2g

在介绍汽蚀余量时 要用到此关系式

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高度，则上式变为：

pe ps s2 Hg hs (2-1) g g 2g pa ps 吸水池液面为大气压pa 时，令 H s 称为吸上真空 g g

Hg Hs

s22g

hs

(2-2)

当qV=C时，Hg (Hs ) Hs Hsmax psmin pk pV时， 泵内开始发生汽蚀。Hsmax值由制造厂用试验方法确定。 为了保证泵不发生汽蚀，把Hsmax减去一个安全量K, 作 为允许吸上真空高度而载入泵的产品样本中，并用[Hs]表示， 即： [Hs]=Hsmax―0.3 (2-3)

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H H 2g hg s

s2

s

(2-4)

在计算[Hg ]中必须注意以下三点： (1)[Hs ] (qV )。确定[Hg ]时，必须以泵在运行中可能 出现的最大流量所对应的[Hs ]为准。标准条件

(2) [Hs]值是泵制造厂在 pa=10.13×104 Pa,t =20℃ 的 清水下由试验得出的。当使用条件变化时，应对样本的[Hs] 值 饱和蒸汽压头 大气压头 进行修正。

H s

p a pV H s 10.33 0.24 g

(2-5)

(3)立式离心泵的Hg 如图2-5(a) 所示；大型水泵的Hg 如图2-5 (b)、(c) 所示。

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【例2-1】 在海拔500m某 地安装一台水泵，其输水量 qV=135L/s,输送水温 t = 30℃,该泵样本上提供的允许 吸上真空高度[Hs] =5.5m. 吸水管内

径 d=250mm, 设吸 入管路总损失∑hs=0.878m. 求[Hg]应为多少？

【解】 由表2-1查得海拔500m力时大气压强 pa= 9.51×104Pa,由附 录Ⅳ查得水温为 t =30℃时的饱和蒸汽压强 pV =4246.0Pa。查表得30℃ 水的密度 =995.6㎏/m3。由式(2-5)得修正后的吸上真空高度为： H s H s pa pV 10.33 0.24 g9.51 104 4246.0 5.5 10.33 0.24 4.67(m) 995.6 9.806

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又因为：qV 4qV 4 135 10 3 s 2.2.752(m / s) 2 2 A d 3.14 0.25

s22g

2.7522 2 9.806

0.385(m)

所以，泵的几何安装高度应为：H g H g H s

s22g

hs 4.67 0.385 0.878 3.41(m)

四、汽蚀余量泵的几何安装高度与吸上真空高度的确定问题只是影响泵 工作性能的一个重要因素。那么，泵内汽蚀的产生还与那些因 素有关？又如何防止呢？

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四、汽蚀余量泵内流体汽蚀现象理论：液体汽化 压强(pV)为初生汽蚀的临界压强。 当泵内刚发生汽蚀时，必有： ps> pK=pV 。称泵吸入口液流的总能头高于汽化压强的

的富余能头为汽蚀余量，以符号 NPSH 表示。汽蚀余量可分为有效汽蚀余量和必 需汽蚀余量。意为：净正吸上能头 即，Net Positive Suction Head的缩写，

(一)有效汽蚀余量 1、定义

pV ps s2 pV NPSHa Es g g 2g g

(2-6)

位能以中心线为基准，即，z=0

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(一)有效汽蚀余量

1、定义

pV ps s2 pV NPSHa Es g g 2g g

(2-6)

pe ps s2 0 H g hs 将泵吸入管路能量方程式： 0 g g 2g代入上式得：NPSHa pe pV H g hs 0 g

(2-7)

2、影响因素 NPSHa=f 吸水管路系统结构参数，流量 ,而与泵的 结构无关，故又称为装置汽蚀余量；NPSHa 越大，表明该

泵防汽蚀的性能越好。而且由于 hs q2 ,故当qV NPSHa V

。

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(一)有效汽蚀余量3、倒灌高度 在火力发电厂中, 凝结水泵 和给水泵吸入容器液面压强均为

相应温度下的汽化压强，则下式NPSHa pe pV H g hs 0 g

可改写为：

NPSHa=-Hg- hs>0

(2-9)

只有：-Hg =Hd >0,才有可能使 NPSHa>0 即，凝结水泵和给水泵均应采用倒灌高度安装。 应注意的是：Hg 值的正、负以吸入池液面为基准，当

泵轴高于吸水液面时为正。

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(二)必须汽蚀余量1、定义2 2 c0 w0 2 利用能量方程可以推得：NPSHr 1 2 qV 2g 2g 2、影响因素

pK NPSHr Es g

(2-10)

NPSHr=f (泵吸入室和叶轮进口的结构参数, 流速大小), 即，NPSHr 只与泵的结构有关，而与吸入管路无关，故又称 之为泵的汽蚀余量。 在泵的正常工作范

围内，由于NPSHr 具有流动损失的 属性，某泵NPSHr 越小，表明该泵防汽蚀的性能越好。 NPSHr 由泵制造厂通过试验测出。当qV↑→NPSHr↑。

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(三)对汽蚀余量NPSH的几点说明1、泵运行中NPSHa 与NPSHr 的关系 泵运行中, NPSHa-qV 和 H NPSHr-qV 的变化关系如图 所示。 定量关系可由式(2-7) 减去式(2-10)导出，即p pV NPSH a NPSH r K gNPSH

非 汽 汽 蚀 蚀 区 区

H-qV

NPSHr-qV

CO qVC

NPSHaqV qV

当qV ≥qVC时，因pK≤pV ,

即NPSHr≥NPSHa,泵内将产生汽蚀。 水温 t pV NPSHa 但流量不能太小： 冲角 hw NPSHr 因此, 应规定出泵运行时的最大允许流量和最小允许流量。

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(三)对汽蚀余量NPSH的几点说明 2、临界汽蚀余量 NPSHc 和允许汽蚀余量 [NPSH]的关系 由图可知, qV NPSHa 设计点A H pK=pV ,液体开始汽化。此

时，NPSHa就是使泵内发生汽 蚀的临界值，即：该值可通过泵汽蚀试验确定。

NPSH

非 汽 汽 蚀 蚀 区 区

H-qV

[NPSH]-qVNPSHr-qV NPSHaqV qV

NPSHa=NPSHc=NPSHr(2-11)O

K

C qVC

为了避免泵内汽蚀的发生， …… 此处隐藏：1950字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……