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離心泵的吸入條件 

發布時間:2023/03/31

離心泵的吸入條件

原創 不吃醋的貓 泵世界 2020-12-16 23:44

前言

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輸入

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  在解決實際應用發生汽蝕的問題時,一般會提出“請增大入口壓力”,這個增加入口壓力就是改善泵的吸入條件。為保證離心泵正常吸入液體,首先泵要有足夠低的吸入壓力,該壓力取決于泵本身的設計條件,越低的吸入壓力也就意味著泵具有更好的吸入性能,換句話說就是必需汽蝕余量低;其次泵吸入口處的真空度不得大于泵的允許吸上真空度,否則液體中的溶解氣體會析出甚至造成液體汽化,從而發生汽蝕,形成故障。

  在設計泵站或工藝管線時,需要確定泵的吸入條件,根據允許的吸入條件選擇具有合適吸入性能的水泵。確定泵吸入條件涵蓋多方面因素,其目的就是給泵創造一個良好的使用環境,延長泵的使用壽命。

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NPSHA

  NPSHA是泵入口處中心的總壓和介質的汽化壓力之間的差值。英文全稱為available net positive suction head,直譯做有效凈正吸頭,術語做有效汽蝕余量。該值是由設計的裝置確定的在規定流量下可以利用的凈正吸頭(汽蝕余量),也稱裝置汽蝕余量,其與裝置和輸送介質有關,與泵本身結構無關,是選擇合適NPSHR水泵的依據,單位通常為m。

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汽蝕曲線

  NPSHA和泵的NPSHR都是隨流量變化的函數,通常NPSHA隨流量增大而降低,NPSHR則隨著流量增大而增加。NPSHR隨泵的選型數據表附上。將兩者值進行合并對比,則可以得出泵是否運行在安全而不發生汽蝕的區域。

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汽蝕曲線

  欲使泵不生汽蝕,必須使得NPSHA>NPSHR。通常為確保泵的安全可靠運行,在選取NPSHR時,需要考慮一個安全余量S,使得NPSHA-NPSHR≥S。一般情況下,普通離心泵的安全余量取值0.5~1.0即可滿足使用要求,對于鍋爐給水泵、冷凝泵選2.1。更高的NPSHA也就意味著泵不易發生汽蝕,對于某一特定泵而言,也就具有更寬的應用范圍。

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計算NPSHA

  根據泵基準面和液位之間的關系,有吸上操作和倒灌操作兩種類型。顧名思義,吸上就是泵基準面高于吸入液面,倒灌就是基準面低于吸入液面。

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NPSH基準面(GB/T3216)

吸上操作

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NPSHA=(Pb+Pa-PV)/(ρg)+V2/(2g)-HL-Hs

倒灌操作

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NPSHA=(Pb+Pa-PV)/(ρg)+V2/(2g)-HL+Hs


式中:


Pb—吸入池的表壓,單位為Pa。通常我們獲得壓力方式為查看壓力表,通常采用的壓力表用相對壓力表示。對于開放的水池,該值為0。

Pa—絕對大氣壓,單位為Pa,不同海拔對絕對大氣壓力有影響。

PV—汽化壓力,單位為Pa,通常查詢到的值為絕對壓力值。不同介質、不同溫度下的汽化壓力不同。

ρ—介質的密度,單位為kg/m3

g—重力加速度,9.81m/s2

V—吸入池內流速,單位為m/s

HL—吸入管線中的水頭損失,單位為m

Hs—吸入液面與泵基準面的高差,單位為m。對于倒灌操作,符號為﹢,吸上操作符號為-

  對于足夠大的水池/水箱,內部流速非常穩定,并且趨于0,此值可以簡化省略。位于海平面附近,(Pb+Pa-PV)/(ρg)值可以直接簡化為10。此時公式就變成了:

NPSHA=10-HL±Hs

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聊一聊入口壓力

  提高入口壓力對于改善汽蝕性能是非常有效的手段之一,通常我們希望入口壓力足夠大,但是并非入口壓力越高越好。對于大多數常見雙吸泵,或者帶有平衡孔平衡的單級單吸泵,入口壓力超過1MPa需要選擇平衡型機械密封(非API610標準)。對于單級單吸泵,入口壓力越高,意味著軸所受的力越大,容易造成彎曲,此時就必須要增加軸的直徑以提高其剛性,但是軸徑的增大會導致軸向力的增大,此時就必須要采用重載軸承設計,同時壓力增高泵殼就必須采用足夠高強度的材料或者增加厚度。種種因素,會導致泵本身的成本增加,從而也導致用泵的成本增加。


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