泵装置汽蚀余量的精确计算

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I 7一 c; ),

泵装置汽蚀余量的精确汁算【 M I l 业大学 李文广

摘

要

丁’ r f弓

给出了一种便于工程应用，简便、精确、迅速计算泵装置汽蚀奈量的方法。

关键词：计苎汽蚀余置堡曼 (——一———————一———一 一

1 引言装置汽蚀余量是杂坝入口处输送介质的能头高出所输送介质在当时温度下汽化艇力的数值，即 NP S H。。若吸入管路系统供给泵的 NP S H。不足，划内就产生空化

Hv——当时温度下所输送介质的汽化压力， m 显然，(1)式中与管路系统有关的未知

量只是爿，故精确求解 H是计算 NP S H的关键。

这不但使泵的流量、扬程和=耄；[率下降，而上 I使泵产生振动、噪音和汽蚀破坏，从而使泵的使用寿命大为缩短。因此，装置汽蚀余量

在泵吸入管路中，一般婴安装阀门、弯头等管件。这些管件引起水力损失，即局部阻力损失 (mi n o r l o s s e s )。局部阻力损失

对泵工作的可靠性有重大影响。以往计算NP S H时，常常近似估计吸入管路的水力损失[ 1 1【。这种作法没有考虑诸多因紧 x j,‘ NP S H。的影响，结果不很可靠。本文依据现有研究成果，给出一种精确计算NP S H的方法，并编制相应的计算机

H, . .用下式计算 l。]: H=K V / 2 g式中 K ——局部阻力损失系数一一

( 2)

管路内介质的平均速度，m/ s

局部阻力损失系数在一般水力学书中都可查到。表 1是文献【。 所给的数据。显而易

程序，彻底摆脱了估计加手算的方法。

见，计算局部阻力损失是十分容易的。

2 N P S l t的精确计算管泉装置汽蚀余量 NP S H可算“:NPSH:H P一Ⅳ z一日 L—Hr( 1 )

表 1

件

种

类

f局部阻力损失系数 K,1 0 . 0 0 5 . 0 0 0 . 1 9

j计

球阀 (全开 ) 角阀 (:全开 ) 闸阀 (全开 )

闸闷 (a/ 4开度 ) 闸阀 (1/ 2开度 ) 底阀 (

开 )标准头: 。

1 . 0 0 5 . O 0 5 . O 00 . 8 O0 6 0.

式巾

HP——暇池池而艇力，m Ⅳz——几何安装瞍吸上川 0正值，倒灌时： 值 ), m

越弯峡一 .

0 . 9 0

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呱入管路 l r}{ J水力损失， H I

除硒阻/『 J损失讣，还有沿 IⅡ I j损

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失。沿程阻力损失用 Da r c y— W e i s b a c h方程计算[:’ H,=, ( L/ D) ( V。/ 2 g ) 式中 H,——沿程阻力损失， mf——摩擦阻力损失系数 L——管路长度， I l l

当Re>2 1 0 0及 EV√ f/8/ v>1 0 0时， 进入 C区，f可用下式计算：

(3 )

- 1 - 1 4— 2 1 g吾

( 7 )

由 (5 )及 f 6)式可见，在 B区摩

D——管路内径，mm 摩擦阻力损失系数，可从 Mo o d y图获得。 Mo o d y图分三个区域，即罢流 A区、 过渡 B区和完全粗糙C区 (图 1)。

擦阻力系数 f为隐含量，必须迭代求解。为

方便起见，首先用 ( 7)式计算初始的 f值，然后代入 (5 )式判断落入的区域。若

zv,/f/8/ v>1 0 0,则说明计算点落入了 C区，初始的 f值就是所求的；否则用 Ne wt o n—

Ra p h s o n法迭代 f值。 (6)式可改写为F( ) 一1 1 4

+ 2 - g ( + _ 3 5 )= c(8 )

对 (8 )式求导得dF df一

一一 1

9 . 3 5 1 g e

图 1 Mo o d y图分区

(务+‘嚣 )(9 )

当雷诺数 Re￣2 1 0 0时，进入A区，摩擦阻力损失系数用下式确定： f=6 4￣ R e (4 ) 式中 e——常数e= 2. 71 8 2…

武中

——雷诺数Re:DV/ v——

于是有迭代格式-一df

输送介质当时温度下的运动系数， 1 3" 1 / s收敛条件为

(1 0)

过渡 B区与全粗糙 C区的分界线方程为：=1 0 0 ㈩

1 I d f I I≤~ 图

2为依据此法编写的计算管路沿程阻力损失的通用程序。表 2为常用管路的绝对粗糙度[ 4 1。

式中

￡——管路内壁粗崦度， mm

当Re>2 1 0 0及EV J f/ s/v￣1 0 0时，进入 B区， 可用下式计算：

考 4 g ( 一 ) 样就可用 (1)式精确计算NPSH。。冈 3( 6 )

到此求管路的水力损失问题已解决。这

是确计算 NPS H。的程序框图。

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3 2 0 8冀i】 2 9 9 j} 0’ I 3 8秘 三 1

用 R C Y H E I s明C阿E 9 .计算管路沿程损失子程序E P…一一绝对租糙凄

l 3j G ll 3 2毋 f !。

D……雷内径 R E…一 -雷诺数 u……流速

,

I 3 3 0

I 3 4 8互 j】 3 5 0 R i 1 3 e 9I 3 7 0 j 3 8 0

舢…一流体运动粘性系数 争~…一摩捧阻九数E P:. 00 1 * E P J:￣= U * D/ N U

I F R E> 2 1 0 0 1 H F N 1 4 0 OF= 6 4/ R E:G O TO l 4 0 O I = U^ S Q R( F/ 6) x E P/ U ;

1 3 5 0

】 4 O 0

F: l/ ( 1 . I￣ - 2" L O G ( E P/ D )/L O G (￣ )^ 21 F P A R>】 B 8 SH E N l 4 9 0F S= S Q 2( F ):F 2=. 5/( F _F S )

j 4】 8

I 4 2 . 0 】 4 3 8l 4 4 9

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船(;= E P/ D+ 9 . 3 4 9 9 9 9/ ( R E -￣ S ) 一F F=】/F S一 2 . 1 4’ 2￣ L O G( A kG ) &O G d lD Fz F Z+ 2 * 9. 3 4 9 9 9 9 . F Z/ ( A R Gt R E L 0 G ( 1 B ) ) D r F: F F/ D F:F= F+ DI F

1 4 5 O

’.

I 46 0 l 4 7 8 l 4 8 0

I F Q B S ( D I F ) ) 9 . 9 9 9 9 9 9 E ' - B 6 T H矗 l 4 3 0R E T U R N图2 计算 f值通用程序

’

l 4 9 0

.

表 2

管路内径p:I O 0 m1 1 q管路长度=! S m 管路

绝对粗糙度占=0 . 0 4 6 am r泵安装几何高变盱z:一】 0 . 6 7 m 一

泉的必需汽蚀余量 NP S H,=4 . 8 8 m管路上有闸阀 3个，长弯头 3个。将以上数据输入程序得到结果如下： 必需汽蚀余量 NPS H=4 . 8 8 m

计算示例与结论为检验本文方法的精确性，取文献中的示例。已知数据如下： 流量 Q=6 8 m。/ h 流体密度 p=9 4 6 . 8 k g/ m。 流体运动粘性系数：2 . 5 4 1 3 X 1 0一 1" I - 1 / S 流体汽化压力 H =7 6 . 2 m吸入池面压力¨F=7 6 . 2 I 1 1一

装置汽蚀余量 NPS H。;. 8 . 5 0 5 5 6 9 m汽蚀裕量NP S H一NP S H,。;

: 3. 6 25 56 9m

管路损失 HL=2 . 1 6 4 4 2 9 m

表 3是本文结果与：间经验公式结果的对比。文献[公式计算的结果偏大，文献【。

公式计算的结果偏小。木文方法建立在广泛管道水力试验数据的。

t,

此是可靠

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襄3项目 j 本文』 文献I一一

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0. 5 0 0

8. 5 05 1 0. 1 7 07.7】 5

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6 7— 5——

从上面的分析与计算结果的对比中，呵得出以下结论：

1.本文装置汽蚀余量的计算方法迅速、简便、准确，便于：【 程应用。

2.这种计算方法扩充后，可用在程控泉站的汽蚀工况监测中。 参考文献

1 关醒凡泵的理论与设计。北：机械工业出版社， 1 9 8 7:6 1" -￣ 6 92 Mi l l e r S S. Ca l c u l at i n g Pu mp

NP S H c P . n b e i l l a d …… 此处隐藏：2402字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……