离心泵的安装高度与选型.pptVIP

离心泵的安装高度 化工原理第二章第二节离心泵 陈文有 2011.9 （一）气蚀现象 （1）气蚀概念 在离心泵入口，液体的流动截面逐渐减小，液体以高速流过时，其动压能升高，静压能降低，由在叶轮入口产生低压区，K点达最低，其后随着叶轮做功，压力又升高。若处于低压区的流体压力降低到液体该温度下的饱和蒸汽压时，液体便开始汽化而产生气泡， 如果压力继降低气泡扩大，区域也会逐渐扩大，与此同时一部分原来可能溶解在液体中的某些活泼气体 (如水中的氧等 ),也会由于压力降低而逸出重新成为气泡。当这些气泡随液流进入泵内高压区时 ,气泡受压又迅速凝聚成液体，体积骤然减小而产生局部真空（如果是水体积是1600/1的关系）。瞬间 ,气泡周围的液体迅速进入气泡凝聚产生的空穴 ,并伴有局部的高温高压液击现象，在冲击点处压力可以高达几百个大气压，而气泡不断产生再破裂，频率很高，如果气泡破裂于流体当中，只产生噪音，如果破裂在叶轮表面上，冲击力就作用于叶轮上，加之流体可能产生的腐蚀作用，长期下去就会使叶轮出现斑痕和裂隙而过早损坏。 （2）气蚀的后果和影响 当气泡不太多、汽蚀不严重时,它对泵的运行还不至于产生明显的影响。但是当气泡大量产生、气蚀持续发展时,就会产生严重的后果和危害。这主要表现在以下几个方面： ①泵的性能突然下降。泵发生气蚀时,使流体介质连续性受到破坏，泵的扬程、流量、效率都会急剧下降,导致泵不能连续正常工作。 ②泵产生振动和噪音。气泡溃灭时,产生强烈的水击，因流体质点间相互冲击和对流道壁面的强烈冲击会产生宽频带的噪声,甚至能听到“劈劈啪啪”的爆炸声，并引起泵的振动,造成泵不能正常工作。 ③对过流部件的侵蚀。气蚀对材料的侵蚀是迅速而严重的，它可使流道部件（主要是叶轮） 变成蜂窝状或海绵状,严重的表面被蚀透、穿透。 ④汽蚀也是水力机械向高流速发展的巨大障碍。因为液体流速愈高，会使压力变得愈低更易汽化发生汽蚀。 （二）离心泵的安装高度 装置的气蚀余量是离心泵入口处的静压头与动压头之和超过被输送液体在操作温度下的饱和蒸汽压头之值，用（NPSH）a p1—泵吸入口处的绝对压强，Pa； u1—泵吸入口处的液体流速，m/s; pv—输送液体工作温度下的饱和蒸汽压，Pa； ρ—输送的液体密度，kg/m3. 泵的必需气蚀余量（NPSH）r 为了使泵不气蚀，泵进口处必须具有超过输送温度下的液体汽化压力的压力能，使泵不发生气蚀所必须具有的富余量——叫必须气蚀余量。用（NPSH）r表示。一般由泵厂通过实验测定。 必需气蚀余量（NPSH）r是泵的性能参数之一，必需气蚀余量由泵的结构转数决定，如叶片形状，叶轮流道宽度等决定， （NPSH）r值越小，则允许入口压强越低，说明泵的抗气蚀能力越强，而装置的气蚀余量（NPSH）a值越高，则泵避免气蚀的安全性就越大。 （NPSH）a ＝（NPSH）r 泵开始气蚀 （NPSH）a ＞（NPSH）r 泵无气蚀 离心泵的允许吸上高度 离心泵的允许吸上高度又称允许安装高度，是指泵的吸入口与吸入液槽液面间可允许达到的最大垂直距离，以Hg表示 （三）提高离心泵抗汽蚀性能的措施 1 、合理确定叶片进口边和前盖板形状 叶片进口边向叶轮进口外延和减少前盖板与叶轮轴线夹角,即减少液流从轴向到径向的过渡程度,缩短了从泵入口到叶轮入口的距离,减少了液流从轴向到径向的转弯损失,它们都能减少压降系数,从而提高泵的抗气蚀性能。但这样会增加叶轮铸造的难度和增大叶轮轴向尺寸。 2、合理增大叶片进口冲角Δβ 通常推荐叶片进口冲角Δβ为3～15°,其结果可以增大叶片进口安放角,减少压降系数,从而既不影响泵的效率又可提高泵的抗气蚀能力。 3、采用双吸式叶轮 在泵流量一定的情况下,这样做可以使流经单侧叶轮的流量减少一半,从而降低每个叶轮进口平均流速、叶轮进口处液体的相对速度和流体绕过叶轮头部的压降系数,但这样受到结构的限制。 4、增加诱导轮 在离心泵叶轮前面增加一个叶片负荷很低的轴流式叶轮,通常称之为诱导轮。诱导轮不同于一般的轴流泵,它的轮毂比较小,叶片安放角也小,叶片数也少,叶栅密度大,这些特点使之具有很好的抗气蚀性能。诱导轮产生的扬程能为后继的离心叶轮起到增压作用,使离心叶轮入口不产生气蚀。除诱导轮本身具有优良的抗气蚀性能外,再加上它距离泵入口很近,能较明显的减少从泵入口到叶轮进口间的能量降低值。由于诱导轮叶片间流道较长且外缘处相对速度大,外缘处如果产生气泡,在外缘离心力作用下,压力较高,也不易发生气蚀和“堵塞”流道,即诱导轮性能受气泡影响敏感程度较离心叶轮要低。故增加诱导轮是提高离心泵抗气蚀性能的一种好方法。在某大型合成氨装置中,表面冷凝器下的两台冷凝液泵经常出现气蚀,严重影响了装置的稳定运行,后经改造,在叶轮前增加了一个诱导