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真空引水罐在离心泵引水中的应用 在启动和运营前，离心颗粒应充满水，以确保叶片在高速旋转后能够在叶片入口形成必要的真空，使外部水域在高压下通过水泵管道压至水泵叶片，并在离心状态下通过水泵出水管，以完成水压能、水位能和动能变量的过程。对于离心泵安装位置高于地面的供水系统, 采用真空引水罐进行引水启动, 能克服底阀引水方式存在的阻力损失大、底阀维修困难、容易堵塞的缺点, 避免其他引水措施每次启动均需重复引水的缺陷, 在生产系统中广泛应用。 1 计算真空喷丸主要参数 1.1 启泵前吸水管路空气压力v 真空引水罐引水系统见图1, 真空引水罐吸水是通过膨胀吸水管中的空气体积来降低系统内的压力, 实现引水的目的。吸水过程中, 系统的温度变化很小, 可用波义耳等温过程方程式确定形成吸水真空度所需容积V１。启泵前吸水管内空气压力与当地大气压相同, 则V１的计算公式为V１=HQ·V０/H１。 式中:V１为吸水管内空气膨胀到所需吸水真空度时的体积, m３;V０为启泵前吸水管内空气体积, m３;H１为真空罐正常进水时罐内绝对压力 (以水柱来表示) , 略大于水面至引水管道最高点的高程, m;HＱ为安装地点的大气压 (以水柱来表示) , m。 1.2 罐体容积v,v 真空引水罐开始正常进水时, 为保证水泵正常运行, 罐内必须保持最低水深所占据的罐体容积V２, 计算公式V２=π·R２·h３ 式中:V２为罐内必须保持最低水深所占据的罐体容积, m３;R为真空引水罐净空半径, m;h３为避免罐内空气大量进入水泵吸入管而设置的安全水深, 一般高出水泵吸水管进口0.2~0.3 m。 1.3 饱和水溶液中气体量的计算 启泵前, 吸水池和真空罐中的水与空气接触的时间一般都比较大, 因此, 可认为水中溶解的空气量处于饱和溶气状态。当启泵后, 随着吸水系统内空气体积的不断膨胀, 气压不断降低, 使水中溶解的空气呈过饱和状态, 水中过量的空气将发生解析释出到气相中, 增加了罐内空气量, 这部分气体所需真空引水罐容积的精确计算非常困难, 只有通过试验确定。鉴于该部分气体量不多, 对整个罐体容积影响很小, 因此可根据不同水温和压力状态时, 空气在水中的饱和溶度来确定, 并假定过饱和的空气全部发生解析释入气相中。按此种假定, 用气液平衡的亨利定律和饱和湿空气中空气分压等原理作过估算, 解析空气所需罐体容积约占第一部分容积V１的2%左右, 为简化计算, 可按V１的2%~5%进行估算, 计算公式为V３=a３·V１。 式中:V３为补偿解析气体容积, m３;a３为解析空气系数, 取值范围在2%~5%。 1.4 引罐引水流量的确定 在实际应用中, 真空引水罐引水必须考虑到吸水系统可能漏气等不利因素, 因此需额外增加一部分安全容积以保证真空引水罐引水的安全性, 该部分容积可按上述部分容积的10%~20%计, 计算公式为V４=K２(V１+V２+V３) 。 式中:V４为安全容积, m３;K２为安全系数, 取值范围在10%~20%;V１为吸水管内空气膨胀到所需吸水真空度时的体积, m３;V２为罐内必须保持最低水深所占据的罐体容积, m３;V３为补偿解析气体容积, m３。 1.5 v+v+v+v+v+v公式 真空引水罐总容积V由上述四部分容积构成, 计算公式为V=V１+V２+V３+V４。 将公式代入后, 可得到V= (1+a３+K２+K２·a3) HＱ·V０/H１+ (1+K２) π·R２·h３。 2 真空干燥器的设计 2.1 引流罐高度计算 真空罐有效高度H, 计算公式为H=V/πR２。 式中:H为空引水罐有效高度, m;V为罐总容积, m３;R为真空引水罐净空半径, m。 在理论方面, 真空引水罐高度越低, 引水管道的容积越小, 真空压力就越低, 有利于真空引水罐的运行, 但由于罐上下表面存在较大大气压, 其投资较大, 性价比较低。因此, 在设计过程中, 需要对参数R和H进行试算, 以保证该罐的设计更为合理, 对于一般真空引水罐而言, H/R的比值控制在1.0~1.5范围内较为适宜。 2.2 设计参数的分类描述 真空引水罐各参数计算较为繁琐, 而且根据不同的使用情况变化也很大, 结合实际设计与应用经验, 将常用的设计参数进行汇总, 具体见表1。