2–2离心泵在管路中的运行.docVIP

知识点2-2 离心泵在管路中的运行 【学习指导】 1．学习目的： 通过学习搞清楚：一台一定性能的离心泵在特定的管路系统中运行时，将会出现一些什么问题？如何高效地满足生产工艺对泵提出的流量和能量要求？ 2．本知识点的重点： 正确地确定离心泵的安装高度，避免汽蚀现象发生。 合理地选择和操作离心泵，并根据生产工艺要求，经济有效地进行调节。 3．本知识点的难点 对于汽蚀现象的理解。 4．应完成的习题： 【2-3】用某离心泵以40m3/h的流量将贮水池中65℃的热水输送到凉水塔顶，并经喷头喷出而落入凉水池中，以达到冷却的目的。已知在进水喷头之前需要维持49kPa的表压强，喷头入口较热水池水面高6m。吸入管路和排出管路中压头损失分别为1m和3m，管路中的动压头可以忽略不计。试选用合适的离心泵，并确定泵的安装高度。当地大气压按101.33kPa计。 [答：泵的型号为IS80-65-125型（n=2900r/min）或3B19型水泵，安装高度约为2.5m] 【2-4】常压贮槽内盛有石油产品，其密度为760kg/m3，粘度小于20cSt，在贮存条件下饱和蒸汽压为80kPa，现拟用65Y-60B型油泵将此油品以15m3/h的流量送往表压为177kPa的设备内。贮槽液面恒定，设备的油品入口比贮槽液面高5m，吸入管路和排出管路的全部压头损失分别为1m和4m。试核算该泵是否合用。 若油泵位于贮槽液面以下1.2m处，问此泵能否正常操作？当地大气压按101.33kPa计。 [答：合用；能正常操作] 【2-5】欲用例2-2附图所示的管路系统测定离心泵的汽蚀性能参数，则需要在泵的吸入管路中安装调节阀门。适当调节泵的吸入和排出管路上两阀门的开度，可使吸入管阻力增大而管内流量保持不变。若离心泵的吸入管直径为100mm，排出管直径为50mm，孔板流量计孔口直径为35mm，测得流量计压差计读数为0.85mHg，吸入口真空表读数为550mmHg时，离心泵恰发生汽蚀现象，试求该流量下泵的允许汽蚀余量和允许吸上真空度。已知水温为20℃，当地大气压为760 mmHg。 [答：NSPH=2.45m；允许吸上真空度为7.48m] 【2-6】用水对某离心泵做实验，得到下列各实验数据： Q/(L/min) 0 100 200 300 400 500 H/m 37.2 38 37 34.5 31.8 28.5 若泵送液体的管路系统：管径为￠76×4mm、长为355m（包括局部阻力的当量长度），吸入和排出空间为常压设备，两者液面间垂直距离为4.8m，摩擦系数可取为0.03。试求该泵在运转时的流量。若排出空间为密闭容器，其内表压为129.5kPa，再求此时泵的流量。被输送液体的性质与水的相似。 [答：泵的流量分别为400L/min，310L/min] 【2-7】用两台离心泵从水池向高位槽送水，单台泵的特性曲线方程为 H=25-1×106Q2, 管路特性曲线方程可近似表示为 He=10+1×105Qe2, 两式中Q的单位为m3/s，H的单位为m。 试问两泵如何组合才能使输液量大？（输水过程为定态流动） [答：并联组合输送量大；Q=0.00655m3/s] 一. 离心泵的安装高度 离心泵在管路系统中允许安装位置是否合适，将会影响泵的运行及使用寿命。 （一）离心泵的汽蚀现象 1．离心泵的安装高度的限制 在图2-16的0-0与1-1两截面之间列柏努利方程式，得 （2-19） 式中 Hg――泵的允许安装高度，m；p1――泵入口处可允许的最低压力，也可写作p1,min，Pa；Hf,0-1――流体流经吸入管路的压头损失，m；P0――贮槽液面上的压力，若贮槽上方与大气相通，则P0即为大气压Pa，Pa。 于是式2－19可表示为 (2-20) 离心泵的安装高度受吸入口附近最低允许压力的限制，其极限值为操作条件下液体的蒸汽压pv。 2．汽蚀现象 产生原因：泵吸入口附近压力等于或低于pv。 汽蚀现象：在图2-16所示的输液装置中，泵的吸液作用是依靠0-0液面与泵吸入口截面1-1之间的势能（Z+p/ρg）差而实现的，也就是说在泵的吸入口附近为低压区。当叶片入口附近的最低压力等于或小于输送温度下液体的饱和蒸汽压时，液体将在此处汽化或者是溶解在液体中的气体析出并形成气泡。含气泡的液体进入叶轮高压区后，气泡在高压作用下急剧地缩小而破灭，气泡的消失产生局部真空，周围的液体以极高的速度冲向原气泡所占据的空间，造成冲击和振动。在巨大冲击力反复作用下，使叶片表面材质疲劳，从开始点蚀到形成裂缝，导致叶轮或泵壳破坏。这种现象称为汽蚀。 汽蚀现象的标志：泵扬程较正常值下降3％为标志。 汽蚀的危害： 1）泵体产生震动与噪音； 2）泵性能（Q、H、η）下