1、第十二讲 离心泵在管路中的运行,作业：习题 12-1、 2,Chapter 12 Centrifugal Pump Working in the pipes,一. 工作点与流量调节,二. 离心泵的组合操作,三. 安装高度的确定,四. 泵的选用,本 节 小 结,主 要 内 容,一. 工作点与流量调节,1.离心泵的工作点：,管路需要压头泵对液体提供压头。,管路特性曲线：,离心泵特性曲线：,通过图解法或解析法可以求出离心泵的工作点。,2. 流量调节：,改变管路特性曲线,改变阀门开度，即改变管路特性方程中的K值。,不足：关小阀门会增加阻力损失；,可能使离心泵在低效率下工作。,优点：操作方便、灵活。,改
2、变阀门开度时工作点的变化,改变泵转速时工作点的变化,改变泵特性曲线 改变叶轮直径或转速,可保证离心泵在高效区工作，但调节不方便。,二. 离心泵的组合操作,1. 并联操作,当单台泵不能满足输送任务离心泵并联或串联的组合操作。,以两台特性完全相同的离心泵为例。,在相同的输送压头条件下，理论上并联泵的流量应为单泵的两倍,管路并联后 输送流量，管内流动阻力,并联后泵实际输送的总流量 单泵送液量的两倍； 并联压头略高于单台泵的压头； 并联后泵的总效率与单台泵的效率相同。,2. 串联操作,在同一输送流量条件下，理论上并联泵的压头应为单泵的两倍。,3. 组合方式的选择,应视管路要求的压头及特性曲线形状而定
3、以取得最佳经济效果,若单泵提供的最大压头 管路两端的总势能差 必须串联；,2) 当输液量变化幅度大，为保证每台泵均在高效区工作常用并联组合泵增减泵的运行台数适应输液量的变化。,低阻抗输送管路(管路特性曲线较平坦) 并联流量、压头高于串联 高阻抗输送管路(管路特性曲线较陡) 串联组合,3) 单泵可输液，只是Q指定要求 多泵组合；,所谓阻抗，就是流体在管路中流动所受到的阻力。,三. 安装高度的确定,pmin很难测定，一般以入口压强P1代替。,Hs ：代表1处的真空度（m液柱）,1. 吸上真空度：,冲击压力 几百个大气压 频率 几万次/秒,P1过低原因：,泵安装高度； 泵吸入管路局部阻力； 泵送液温
4、度； 泵工作点偏离额定流量过远。,2.汽蚀现象 ：,当P1处达到相应温度下液体的饱和蒸汽压时出现汽化现象 p后冷凝，填充空穴。,令发生汽蚀时的入口压强为pe，为防止气蚀，一般规定0.3m的安全量，有：,允许吸上真空高度为：,1）允许吸上真空高度,3. 允许吸上真空高度,HS,允 由泵制造厂家以20清水、1atm下实验测得。 当输送液体性质，当地大气压pa测试条件不同时， 应进行校正，校正公式如下：,2）允许安装高度：入口到储槽液面的最大垂直距离：,Hg可增加；,吸入管路短而直； 吸入管件少；调节阀装在排出管； 吸入管径排出管径。,四. 泵的选用,1. 选泵：液体性质、操作条件选类型压头流量选尺
5、寸，型号选择工作点下效率最高的泵。,2. 安装与运行：安装高度（吸入管不小于泵入口）启动前充满液体，关出口阀运行检查，轴承 关出口阀（停车）,(3) 离心泵的类型,输送液体性质,清水泵 IS； 耐腐蚀泵F； 油泵Y； 杂质泵P； 磁力泵C等等。,泵型号的含义：4B20,泵入口直径，液体性质，扬程,泵型号的含义：IS50-32-125,吸入管、排出管内径、叶轮直径(mm),1. 离心泵的工作点与流量调节管路特性曲线H=A+KQ2 高阻K，曲线陡低阻K，曲线较平坦,调出口阀改变阻力,本 节 小 结,泵的特性曲线HQ 泵选择好，工作点对应的流量与扬程在高效区。 工作点图解、解析法。 流量调节改变工作
6、点的位置到满足生产输送任务要求(满意点)的过程。,4 离心泵的选择原则据输送液体的性质和操作条件 确定泵的类型；据具体管路系统对泵提出的流量Qe和压头He要求 确定泵的型号；核算泵的轴功率 5 离心泵的气缚、气蚀现象,2 离心泵的组合操作：串联、并联,3 离心泵的安装高度由允许吸上真空度HS Hg ；,例,a. 工作点概念,某离心泵，n=1480r/min，特性方程为H=(V)=38.4-40.3V2 (V,m3/min)，管路两端有Z+p/g=16.8m。管径为 764mm，管长(含所有局部阻力当量长度)l+ le=1360m， =0.03。,求：输液量V=？,解：,一定特性的泵在一定特性的
7、管路中运行，求流量V,工作点问题。,管路特性：,联立求解可得：,V=0.178m3/min H=37.2m,b. 离心泵安装高度及其影响因素,一型号为6Sh-6离心泵，输送40的水，V=198m3/h，吸 入管阻力hf=2.4m，大气压pa=750mmHg。从样本上知 道H s,允=5mH2O。,求： 安装高度H g(max) =? 水温由4070， H g(max) =? 吸入管径减小20%， H g(max) =? （计算中可以略去速度头项）,解：,查表知40水：=992kg/m3，pv=0.0752kgf/cm2,则：Hg(max)=4.52-2.4=2.12m,，安装时应小于此值。,
8、70的水,查表知70水：=978kg/m3，pv=0.318kgf/cm2,则：Hg(max)=2.17-2.4=-0.23m,“灌注头”, 水温仍为40，d 减小20%,Hg(max)=4.52-hf,？,比例法,设基本不变，有：,则：Hg(max)=4.52-7.32=-2.8m,比温度变化的影响大得多。, 由,知道。在输送热流体或低沸点液体时，要特别注意吸入 高度问题。如H s,允较低，可采取如下措施：, 采用灌注头。, 如必须采用吸入头，则应尽量减小吸入管阻力hf,吸入管路采用粗管,减少不必要的管件,离心泵尽可能靠近液源,不能设置入口阀门！,用离心泵将20的清水（密度取1000kg/m
9、3）从水池送往敞 口的高位槽。在泵的入口和出口分别装有真空表和压强表。 泵在一定转数、阀门C在一定开度下，测得一组数据：泵的 流量V、压头H、功率N 、真空度p1 、压强p2 。现分别改变 如下某一条件，试判断上面五个参数将如何变化： 将泵的出口阀C的开度加大； 改送密度为1260kg/m3的水溶 液(其它性质与水相近)； 泵的转数提高8%； 泵的叶轮直径减小5%。,c. 操作条件变化对泵参数的影响分析,解： 加大阀门C的开度,阀门开度 le K 管路特性曲线改变 泵工作点由MM,从右下图可见：,V H N,泵入口真空表读数变化，可 在0-0、1-1截面间列式分析：,真空 表的读数,可见：V
10、u12/2g 、hf0-1，(Z1-Z0)不变,据离心泵基本方程(或特性曲线)知：其它条件不变，V 泵的压头H 泵出口压强表读数p2,离心泵特性实验也证实了这一点。,而 N=gHV/，即 N,从前面的柏努利方程式(在0-0、1-1之间)可知： 泵入口真空度( p1),根据柏努利方程(在2-2、3-3间列式)：,可判断：泵出口压强 p2。, 改送密度为1260kg/m3的水溶液(其它性质与水相近),从泵的理论流量方程和基本方程知道：当泵的n和D2不变 V和H与液体密度无关，即V和H不变。,根据柏努利方程(在0-0、1-1间及在2-2、3-3间列式)，.,可判断：泵入口真空度和出口压强都上升。,可见：n V、H、N, 泵的转数提高8%,根据离心泵的比例定律：, 泵的叶轮直径减小5%,根据离心泵的切削定律：, 在泵的流量调解方法中，从操作来说，改变出口阀门非 常方便，从节能角度考虑，宜采用改变泵转速或叶轮直径 的方法,可见：D V、H、N,根据柏努利方程(在0-0、1-1间及在2-2、3-3间列式)，.,可判断：泵入口真空度和出口压强都下降。,
