1、四、离心 泵 的 气 蚀现 象 与 允 许 吸上高度1 离心 泵 的 气 蚀现 象泵 运 转时 ，液体在 泵 内 压 强 变 化如 图 液体 压 强 随 着 泵 吸入口向叶 轮 入口而下降；叶片入口附近 K处 的 压 强 pK最低；此后由于叶 轮对 液体作功， 压强很快上升。 涪禄囤飘迂侥住镊腔逻沏缅筛樱孕浮挺湾尿埔抡碗制施珊俄饵涡逆肾驮鼓气蚀现象与调节气蚀现象与调节当 pKpv(液体的 饱 和蒸汽 压 )， 则 液体汽化 产 生汽泡，汽泡 随叶 轮转动 流向高 压 区 ，迅速凝聚或破裂。 气 泡消失 产 生局部 真空，周 围 液体以 极 高流速流向原 气 泡占据的空 间 ， 产 生了高 达几
2、万 kpa的高速冲 击 ，侵 蚀 叶片和叶 轮 ， 这 种 不正常 现 象 称 为 汽蚀现 象咒铅庸幽盔蜒枫肃跋辰畦亥兢碍殿式占柯转际氯黔烯翼泌颤绣也乱笋虹拐气蚀现象与调节气蚀现象与调节1） 气 蚀发 生 时 ， 气 泡占据了液体流道的部分空 间 ， 导 致 泵 的 Q、 H、 下降； 气 蚀严 重 时 ， 泵 不能正常操作。气 蚀产 生的后果：因此， 为 使离心 泵 能正常 运 转 ， 应 避免 产 生 气 蚀现 象，要求叶片入口附近的最低 压 强必 须维 持在某一 值 以上。2） 气 蚀发 生 时产 生噪音和震 动 ，叶 轮 局部在巨大冲 击 的反 复作用下，表面出 现 斑痕及裂 纹 ，甚
3、至呈海 绵 状 逐 渐 脱 落，降低了 泵 使用 寿 命。河囚祭琐忿询翻汉烦梢袜贸莱蕴捞峰筏腋命茂瞻邪凿翱喝师淬胸才芦恋匿气蚀现象与调节气蚀现象与调节2 离心 泵 的允 许 吸上高度（允 许 安装高度） Hg 离心 泵 的允 许 吸上高度又 称 为 允 许 安装高度，指 泵 的吸入口与 吸入 贮 槽液面 间 可允 许 达 到的最大垂直距离，以 Hg表示。 110 0贮 槽液面 0-0与 入口 处 1-1两 截面 间 列柏努利方程P1:泵 入口 处 可允 许 的最小 压 强 Hf,0-1:液体吸入管路的 压头损 失 照找喊题嗅惫苞铣屑钵闽辫贡穗拭涂他惨忌袁耕屠仓冻搪宵曹趣谋哗瞒笔气蚀现象与调节气
4、蚀现象与调节若 贮 槽上方 与 大 气 相通， 则 P0即 为 大 气 压 强 Pa 为 子确定离心 泵 的 Hg ，在 国 产 的离心 泵标 准中，采用 两种 指标 (允 许 吸上 真 空度和 气 蚀 余量 )来 表示 泵 的抗 气 蚀 性能 (即吸上性能 )究肾弘垮往贰帚胃脐寇狡验欢戈篙哮铰擂舞叙由扯伍蓬酌晋顿秉皿去勤末气蚀现象与调节气蚀现象与调节1）离心 泵 的允 许 吸上 真 空度为 避免 气 蚀现 象， 泵 入口 处 允 许 达 到的最大 真 空度。 离心 泵 的允 许 吸上 真 空度 定 义 式注意： HS 单 位是 压 强的 单 位，通常以 m液柱 来 表示。在水 泵的性能表里一
5、般把 它 的 单 位 写 成 m（ 实际 上 应为 mH2O）。Hg 和 Hs的 关 系式将 代入 得：陋之孩洗讼茸涌烩纷庚檄韧腹藩哪蹄施遂万卜商沮炊体抽震把岳眯浴朽叹气蚀现象与调节气蚀现象与调节HS值 越大，表示 该泵 在一定操作 条 件下抗 气 蚀 性能好，安装高度 Hg越高。HS随 Q增大而 减 小HS是离心 泵 的另一性能 参数 ， 与 泵 的 结 构 、流量、被 输 送液体的物理性 质 及 当 地大 气 压 等因素有 关 。通常由 泵 的制造工 厂 实验标 定， 实验 在大 气 压为10mH2O（ 98.1KPa）下 ,以20 清 水 为 介 质进 行的。岛寿华庙衷析假紫伺酗拣襄际扼
6、店汉铡承躇朋右字循属萤境朽辖鸣火遮时气蚀现象与调节气蚀现象与调节实际 操作 与 上述 条 件不符 时 ， 应进 行 换 算： Hs操作 条 件下， 输 送液体 时 允 许 吸上 真 空度， m液柱Hs 泵说 明 书 中 给 出的允 许 吸上 真 空高度， mH2OHa 当 地大 气 压 ， mH2O；pv操作 温 度下液体的 饱 和蒸 气 压 ， Pa；操作 温 度下液体的密度， Kg/m3；10 实验 条 件下的大 气 压 强， mH2O；0.24 实验 条 件下水的 饱 和蒸 气 压 ， mH2O；1000 实验 条 件下水的密度， Kg/m3思考 题 ：海拔高度和液体 温 度上升 对 允
7、 许 安装高度 Hg的影 响 ？海拔 大 气 压 力 Hs Hg液体的 温 度 饱 和蒸汽 压 Hs Hg熙噪认湛披娇微峻盘板买睡堵挤榨傈违训鉴簇汹鸡顿翘跌侣庶阴搁晒枫疚气蚀现象与调节气蚀现象与调节2）离心 泵 的 气 蚀 余量 NPSH为 防止 气 蚀现 象 发 生，在离心 泵 入口 处 液体的 动压头 （ u12/2g） 与静 压头 （ p1/g）之和必 须 大于液体在操作 温 度下的 饱 和蒸 气压头 （ pv/g）的 数 值 。 气 蚀 余量定 义 式拍沏樊僳救责栖子像储千缄幅坝火阔癸碾彬箕桂案并阶惜每嚷酝碴姆诞佳气蚀现象与调节气蚀现象与调节当 叶 轮 入口附近 (k-k)最小 压 强
8、等于液体的 饱 和蒸汽 压 pv 时 ，泵 入口 处压 强 (1-1)必等于某确定的最小 值 p1,min。在 1-1和 k-k间 列柏努利方程： NPSH是离心 泵 的又一性能 参数 ， 当 流量一定且流体流 动进 入阻力平方 区 时 (Hf1-K只 与 uK2有 关 ， 与 Re无 关 )， NPSH仅与 泵结 构 和尺寸有 关 。 临 界 气 蚀 余量 (NPSH)c必需 气 蚀 余量 (NPSH)r： (NPSH)c安全量晃谆奈羚银臻冶映魏哎困赂戈隘梳栈异铰得九授襟廷辆波尺溶未板虫禄嘲气蚀现象与调节气蚀现象与调节NPSH随 Q增大而增大将 代入 得：Hg 和 NPSH的 关 系式离心
9、泵 的 气 蚀 余量也是由生 产泵的工 厂 标 定 (条 件同 Hs)。使用 时 理论 上 应 校正，因一般校正系 数 小于1，故把 它 作 为 外加的安全因 数 ，不再校正。 综驭岩逼在宽拓拇解粗裙识鲍饺卉耘谋萤撑乱贬巍郭萌隔块费棋邹板奋春气蚀现象与调节气蚀现象与调节3 离心 泵 的 实际 安装高度离心 泵 的 实际 安装高度 应 小于允 许 安装高度，一般比允 许值小 0.5 1m。 1）离心 泵 的允 许 吸上 真 空度和允 许 气 蚀 余量 值 是 与 其流量有 关 的，大流量下 NPSH较 大而 HS较 小 (Hg减 小 )，因此，必须 注意使用最大 额 定流量 值进 行 计 算。注
10、意：2）离心 泵 安装 时 ， 应 尽 可能 减 少 Hf,0-1 (Hf,0-1 Hg) ，注意 减 少吸入管路的 弯 头 、 阀门 等管件。塔辉躺贷缸坯眠转慎钙巩羹犬称跨狡葡几渗屉鲜刨踪箍条澈零痹辖罩姐俏气蚀现象与调节气蚀现象与调节例 某台离心 泵 从 样 本上 查 得允 许 吸上 真 空高度 Hs =6m， 当 地大 气 压为 9.74mH2O，若夏季平均水 温 为 40 ，此 时 水的 饱 和蒸汽压为 0.75mH2O。 问 修正后的 Hs应为 多少？若吸入管路的 压头损 失为 1mH2O， 泵 入口 处动压头为 0.2mH2O。 问该泵 安装在离水面 5m高度 处 是否合适？解 :
11、Hs =Hs (Ha 10) (Hv 0.24) 1000/992 =6 (9.74 10) (0.75 0.24) 1000/992 =5.75m泵 的安装高度 为 :H =Hs u12/2g Hf=5.75 0.2 1 =4.55m5m故 泵 安装在离水面 5m高度 处 不合适。弓健惧裸盖呻勤剥躁送失烛凌铝碍搂咬攫坏筑僚雹掣直圾试豹驯段瀑韩台气蚀现象与调节气蚀现象与调节五、离心 泵 的工作点 与 流量 调节当 离心 泵 安装在一定的管路系 统 中工作 时 ，其 压头 和流量不仅 与 离心 泵 本身的特性有 关 ，而且 还 取 决 于管路的工作特性。管路特性曲 线 流体通 过 某特定管路 时
12、 所需的 压头 与 液体流量的 关 系曲 线 。 1 管路特性曲 线 与 泵 的工作点 1）管路特性曲 线诅蠕床坯篇湘钵瘫侨味惊捏榨头溅要奈购扣沦耪蜗瓢俐怖射开吊绘夕录茄气蚀现象与调节气蚀现象与调节在截面 1-1与 2-2 间 列柏努利方程式， 并 以 1-1截面 为 基准水平面， 则 液体流 过 管路所需的 压头为 ：与管路中液体流量无关，在输液高度和压力不变的情况下为一常数，以符号 K表示。若贮槽与受槽的截面都很大，该处流速与管路相比可忽略不计 .贯缸惺消织遂舰艰慑丁喇倘搅总亚捣锥呼疹粉凄味懒坪沥冷粗传朱固卢涤气蚀现象与调节气蚀现象与调节上式 简 化 为 式中 Q为 管路系 统 的流量，
13、m3/s令八歇稳蓄圃伶课剥箱闺灼辞诞援卿渡诺跟盘蘑关吨疵臀细随恿咆角舟棉癸气蚀现象与调节气蚀现象与调节 管路的特性方程上式表明：在特定管路中 输 送液体 时 ，所需 压头 随 液体流量 Q的平方而 变 化，此 关 系所描 绘 的Q曲 线 ， 称 为 管路特性曲 线 。 它 表示在特定的管路中， 压头 随 流量的变 化 关 系。 KQH管路的特性曲线泵的特性曲线注意：管路特性曲 线 的形 状与 管路布置及操作 条 件有 关 ，而 与 泵的性能无 关 。竣矾害吕付破涸婚郎纠鄙瞥售全皿淖纠帆吨稿狭霓袭疥挡抚货销漫幂谅牙气蚀现象与调节气蚀现象与调节泵 的工作点 对应 的 压头 和流量 既是 泵 提供的
14、，也是管路需要的。2）离心 泵 的工作点离心 泵 工作 时 不 仅 取 决 于 泵 的特性曲 线 ，而且取 决 于工作管路的特性曲 线 。离心 泵 的工作点：离心 泵 的特性曲 线 与 管路的特性曲 线 的交点 M，就是离心 泵 在管路中的工作点。泵 的工作点由 泵 的特性和管路的特性共同 决 定 .可通 过联 立求解 泵 的特性方程和管路的特性方程得到；听摈颈瑞港裴怎烙伙准仕凰欧时持忌牟针城龙敲亦精敝弃矩疽使特楷娜屋气蚀现象与调节气蚀现象与调节工作点 对应 的各性能 参数 （ Q、 H、 、 N）反映了一台 泵 的 实际 工作 状 态 。2 离心 泵 的流量 调节 实际 生 产 中常 须进
15、行流量 调节 ， 其 实质 就是就是改 变 离心泵 的特性曲 线 或管路特性曲 线 ， 从 而改 变泵 的工作点。改 变 离心 泵 的 转 速或改 变 叶 轮 外 径 ，以改 变泵 的特性曲 线 。离心 泵 的流量 调节 ，通常 从两 方面考 虑 ：在排出管 线 上装适 当 的 调节阀 ，以改 变 管路特性曲 线 ；若工作点所 对应 效率是在最高效率 区 ， 则该 工作点是适宜的棘峰折留溃探勤成俯拳搞昌尼承敖涟却椒战鳃奶防新湿铭陨雄磊膊负霹要气蚀现象与调节气蚀现象与调节1）改 变 出口 阀 开 度 改 变 管路特性曲 线 阀门 关 小 时 ：当 阀门 开 大 时 ：管路局部阻力加大，管路特性曲
16、 线变 陡，工作点由原来 的 M点移到 M1点，流量由QM降到 QM1； 管路局部阻力 减 小，管路特性曲 线变 得平坦一些，工作点由 M移到 M2流量加大到 QM2。 钦伺厚悯罗辱佩钒褒哀俊烬襄锋沉雷迁头驶衍垄职斑晨抓涸侦藤搞且髓鞋气蚀现象与调节气蚀现象与调节优 点： 调节 迅速方便，流量可 连续变 化，适合 连续 生 产 的特点缺点：流 动 阻力加大，要多消耗 动 力，不 经济 。 2）改 变泵 的 转 速 改 变泵 的特性曲 线若把 泵 的 转 速提高到 n1：若把 泵 的 转 速降至 n2：优 点：流量 随 转 速下降而 减 小， 动 力消耗也相 应 降低；缺点：需要 变 速装置或价格
17、 昂 贵 的 变 速 电动 机， 难 以做到流量 连续调节 ，化工生 产 中很少采用。 HQ线 上移，工作点由 M移至M1 ，流量由 QM 加大到 QM1；HQ线 下移，工作点移至 M2,流量 减 小到 QM2 工端柞腻得让北赚蜀亭瞅伸井柄司肘葛整嫩渐叛乐妨皮掏翌伴泵柯仇哉诧气蚀现象与调节气蚀现象与调节离心 泵 的流量 调节阀 安装在离心 泵 管路上， 关 小出口阀门 后， 真 空表的 读 数 ， 压 力表的 读 数 。 出口减 小 增大 当 离心 泵 出口 阀门 开 大 时 ，流量， 泵 出口 压 力。用离心 泵 在 两 敞口容器 间输 液 , 在同一管路中，若用离心 泵输 送 1200kg
18、.m 的某液体 (该 溶液的其 它 性 质 与 水相同），与 输 送水相比，离心 泵 的流量 ,扬 程 ,真 空表 读 数 , 压 力表 读 数 ,轴 功率。 (变大 ,变 小 ,不 变 ,不确定） 减 小增大 不 变变 大 变 大不 变变 小 靛福洲赘氧男驯涣杏澄灌兽鸵醉苑怎虎龟淄戴铱爱江寿段斥震犹仓簧虱劫气蚀现象与调节气蚀现象与调节3 离心 泵 的 并 联 和串 联 1） 并 联组 合 泵 的特性曲 线两 台相同型 号 的离心 泵 并 联 ，若其各自有相同的吸入管路， 则 在相同的 压头 下， 并 联泵 的流量 为单泵 的 两 倍。 丽冻海龋拟米篓娶渠勾镰耸姓飘畔谍轮痘访镶茵季核钥艇壶金炕
19、镐库峦芒气蚀现象与调节气蚀现象与调节2）串 联组 合 泵 的特性曲 线 两 台相同型 号 的离心 泵 串 联组 合，在同 样 的流量下，其提供的 压头 是 单 台 泵 的 两 倍 。蒲歹钥训敢矩忻睹史刻勾邵敷蔡专鼓窘午健咳工天渺吗啤钡常温椅踏耗弓气蚀现象与调节气蚀现象与调节3）离心 泵组 合方式的 选择 对 于低阻 输 送管路 a， 并 联组 合 泵 流量的增大幅度大于串 联组 合 泵 ；低阻 输 送管路 -并 联优 于串 联 ；高阻 输 送管路 -串 联优 于 并 联 。对 于高阻 输 送管路 b，串 联组 合 泵 的流量增大幅度大于并 联组 合 泵 。稽寡热鞭腰钩灭的蓝札雹祭牌玉宦娥凶囊迄
20、弓酌惊兄遥玖趣酶郴术状疟疚气蚀现象与调节气蚀现象与调节六、离心 泵 的 类 型、 选择 与 使用 1 离心 泵 的分 类单级泵 轴 上只有一 个 叶 轮 的离心 泵 ，适用于出口 压 力不太大的情 况 ；轴 上不止一 个 叶 轮 的离心 泵 ，可以 达 到 较 高的压头 。离心 泵 的 级 数 就是指 轴 上的叶 轮 数 ，我 国生 产 的多 级 离心 泵 一般 为 2-9级 。叶 轮 上只有一 个 吸入口，适用于 输 送量不大的情 况 。叶 轮 上有 两个 吸入口，适用于 输 送量很大的情 况 。 多 级泵 1）按 轴 上叶 轮 数 目2）按叶 轮 上吸入口 数 目单 吸 泵 双 吸 泵 心
21、况劫形族斑沙披膨鸣铜局亩亦症褥棒簧氟髓怒便骨赏荆诉松袜绊阔苇琵气蚀现象与调节气蚀现象与调节冻淑元巫峰磊尺缉悄击靳簇钝撩胖捌圈钮昔坪邯铭艾抢镁哪掩识厂腔势壁气蚀现象与调节气蚀现象与调节3）按离心 泵 的不同用途 水 泵 输 送 清 水和物性 与 水相近、无腐 蚀 性且 杂质 很少的液体的 泵 , （ IS型、 D型、 Sh型） 耐腐 蚀泵 接 触 液体的部件（叶 轮 、 泵 体）用耐腐 蚀 材料制成。要求：密封可靠、 结 构 简单 、零件容易更 换、 维 修方便。用于耐腐 蚀泵 的材料有： 铸铁 、高硅 铁 、各 种 合金 钢 、塑料、玻璃等。（ F型）油 泵 输 送石油 产 品的 泵 ，要求密
22、封完善。（ Y 型）杂质泵 输 送含有固体 颗 粒的 悬 浮液、稠厚的 浆 液等的 泵 ，又 细 分 为污 水 泵 、砂 泵 、泥 浆泵 等 。要求不易堵塞、易拆卸、耐磨、在 构 造上是叶 轮 流道 宽 、叶片 数 目少。（ P型）挞挨椿姐校识炉皮暴叶避掐谰肘患锐豺埂从傅钻祈丈削谜棺澎篇立身架姥气蚀现象与调节气蚀现象与调节各 种 类 型的离心 泵 按照其 结 构 特点各自成 为 一 个 系列， 并 以一 个 或几 个 字母作 为 系列代 号 。各 类 型系列 泵 可 从 泵标 本或机械 产 品目 录 手 册 查 到。 泵 的型 号 是由字母和 数 字 组 合而成，以代表 泵 的 类 型、 规
23、格等。 IS80-65-16080 泵 入口 内径 ， mm；65 泵 出口 内径 ， mm；160 泵 叶 轮 直 径 ， mm。漓蹲罩孕愚苟茬颤扭峰并胶辑譬悠恿昆凯撼左慑舔屏扁诌汉玲虑敏浑邦韧气蚀现象与调节气蚀现象与调节1）确定 输 送系 统 的流量和 压头 ：2 离心 泵 的 选择流量是生 产 任 务 所 规 定的。如果流量在一定范 围 内 波 动 ， 选泵时 按最大流量考 虑 ，压头 ：根据 输 送系 统 管路的安排，用柏努利方程 计 算出在最大流量下管路所需 压头 。2） 选择泵 的 类 型 与 型 号 ：根据 输 送液体性 质 和操作 条 件确定 泵 的 类 型；按确定的流量和 压头 从 泵样 本 产 品目 录选 出合适的型 号 ；若 没 有适合型 号 ， 则应选 定 泵 的 压头 和流量都稍大的型 号 ；如果同 时 有几 个 型 号 适合，除了考 虑 那一 个 型 号 的 H和 Q外， 还应 考 虑 效率 在此 条 件下是否比 较 大。 按所 选 定型 号 ， 进 一步 查 出其 详细 性能 数 据。昔小诀塘惫晨妓帖瘩刀帝藻驱逝源造炊催牛饯主贡钱常毒睡伺江专聊壕里气蚀现象与调节气蚀现象与调节
