離心泵2-離心泵的汽蝕及抽空課件

第二節(jié)

離心泵的汽蝕及抽空一、離心泵汽蝕產(chǎn)生機(jī)理及其危害二、汽蝕余量與汽蝕判別式三、提高離心泵抗汽蝕性能的措施四、離心泵的抽空第二節(jié)離心泵的汽蝕及抽空一、離心泵汽蝕產(chǎn)生機(jī)理及其危害1一、產(chǎn)生汽蝕的機(jī)理及危害一、產(chǎn)生汽蝕的機(jī)理及危害21、汽蝕機(jī)理汽化：在一定溫度和壓力條件下，物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)。飽和蒸汽壓：一定溫度下，液體內(nèi)部開始汽化時(shí)的臨界壓力，用pv表示。一定溫度t確定pv特定液體：例如：水100℃pv=1.013×105Pa

20℃

pv=2.337×103Pa①基本概念一、產(chǎn)生汽蝕的機(jī)理及危害1、汽蝕機(jī)理汽化：在一定溫度和壓力條件下，物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)?Δp=pA-pk②離心泵汽蝕的產(chǎn)生泵的吸入：pA一定：pk↓→Δp↑→吸入能力增強(qiáng)pk↓≤pv→冷沸現(xiàn)象：液體汽化；p↑≥pv→汽泡潰滅：高頻、高強(qiáng)沖擊溶解氣析出，形成大量氣泡Δp=pA-pk②離心泵汽蝕的產(chǎn)生泵的吸入：pA一定：p4高壓：達(dá)30~40MPa高頻：達(dá)(2~3)×105Hz電化學(xué)腐蝕：氧等活潑氣體作用

機(jī)械剝離：高頻、高強(qiáng)水擊汽蝕現(xiàn)象：汽泡形成、發(fā)展和破裂以及材料受到破壞的全過程。高壓：達(dá)30~40MPa高頻：達(dá)(2~3)×105Hz電化學(xué)5汽泡形成和發(fā)展的影響因素

飽和蒸汽壓：pv

液流的速度：v

液體的密度：ρ

液體粘滯性：μ

氣體溶解量：q汽泡形成和發(fā)展的影響因素飽和蒸汽壓：pv液流的速度：v6汽蝕是水力機(jī)械所特有的現(xiàn)象，它帶來(lái)許多嚴(yán)重后果：⑴汽蝕使過流部件被剝蝕破壞（下圖）；⑵汽蝕使泵的性能嚴(yán)重下降抽空；⑶汽蝕使泵產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。2、汽蝕的危害汽蝕是水力機(jī)械所特有的現(xiàn)象，它帶來(lái)許多嚴(yán)重后果：⑴汽蝕使72、汽蝕的危害2、汽蝕的危害8汽蝕基本條件：pk≤pv問題的關(guān)鍵：pk的影響因素！不發(fā)生汽蝕的前提：pk>pv二、汽蝕余量與汽蝕判別式汽蝕基本條件：pk≤pv問題的關(guān)鍵：pk的影響因素！不發(fā)生汽9泵裝置泵裝置10泵正常吸入條件：需要克服的阻力k—ks—s1—1pkpsp1減小二、汽蝕余量與汽蝕判別式泵正常吸入條件：需要克服的阻力k—ks—s1—1pkpsp111必須pk>pv要避免汽蝕：泵入口出的能量-pv=富裕能頭首先應(yīng)有：而且：ps>pvNPSHa即Δha汽蝕余量二、汽蝕余量與汽蝕判別式必須pk>pv要避免汽蝕：泵入口出的能量-pv=富裕能頭首先12Δh汽蝕余量?jī)粽纤^NPSHNetPositiveSuctionHead有效汽蝕余量：NPSHa即Δha必須汽蝕余量：NPSHr

即Δhr二、汽蝕余量與汽蝕判別式Δh汽蝕余量?jī)粽纤^NPSHNetPositiveS13液體在吸入法蘭處截面上所具有的推動(dòng)和加速液體進(jìn)入葉道時(shí)高出汽化壓力的能頭。

能頭—m液柱；壓力—Pa；速度—m/s顯然：Δha越大，越不容易發(fā)生汽蝕。1、有效汽蝕余量NPSHa液體在吸入法蘭處截面上所具有的推動(dòng)和加速液體進(jìn)入葉道時(shí)高出汽14由伯努利方程：A—A截面S—S截面安裝高度：注意定義，有可能是負(fù)值1、有效汽蝕余量NPSHa由伯努利方程：A—A截面S—S截面安裝高度：注意定義，有可能15吸入液罐液面壓力能頭位差流動(dòng)損失汽蝕余量大小與泵吸入裝置的參數(shù)（Hgl、pA、hA-s、介質(zhì)、溫度等）有關(guān)，與泵本身無(wú)關(guān)，故稱“泵裝置有效汽蝕余量”

1、有效汽蝕余量NPSHa吸入液罐液面壓力能頭位差流動(dòng)損失汽蝕余量大小與泵吸入裝置的參16液流從泵入口（S截面）到泵內(nèi)壓力最低點(diǎn)（K截面）處的全部能頭損失。即：

S截面處液流總能頭與K處

壓力能頭之差。2、

泵必須汽蝕余量NPSHr液流從泵入口（S截面）到泵內(nèi)壓力最低點(diǎn)（K截面）處的全部能頭17則汽蝕判別式為：比較兩汽蝕余量的定義：泵吸入裝置的有效汽蝕余量，愈大愈不發(fā)生汽蝕。泵本身所必須的汽蝕余量，愈小愈不容易發(fā)生汽蝕。富余能頭所需能頭3、汽蝕判別式則汽蝕判別式為：比較兩汽蝕余量的定義：泵吸入裝置的有效汽蝕余18當(dāng)pk=pvΔha=Δhrpk>pvΔha>Δhrpk<pvΔha<Δhr發(fā)生汽蝕臨界值不發(fā)生汽蝕嚴(yán)重汽蝕重點(diǎn)則3、汽蝕判別式當(dāng)pk=pvΔha=Δhrpk>pvΔha>Δhrpk<pv19允許汽蝕余量[Δh]m或者允許汽蝕余量[Δh]m或者20三、提高離心泵抗汽蝕性能的措施a.改進(jìn)泵進(jìn)口的結(jié)構(gòu)參數(shù)，降低Δhr。1.泵本身因素：2.吸入裝置特性：兩個(gè)方面：提高Δha、降低Δhr。b.采用抗汽蝕材料，提高泵的壽命?？紤]管路尺寸、安裝高度等以提高Δha

。Δha>Δhr三、提高離心泵抗汽蝕性能的措施a.改進(jìn)泵進(jìn)口的結(jié)構(gòu)參數(shù)，211.提高泵本身抗汽蝕性能，降低Δhr⑴采用合理的葉片進(jìn)口位置及前蓋板形狀，葉片向進(jìn)口延伸。適當(dāng)加大D0、b1，降低λ1、λ2

、c0、和w1；采用合理的葉片進(jìn)口位置及前蓋板形狀，葉片向進(jìn)口延伸。⑵采用雙吸式葉輪，降低c0。雙吸葉輪每側(cè)流量為1/2⑶采用抗汽蝕材料。⑷采用誘導(dǎo)葉輪：在葉輪前裝一個(gè)軸流式螺旋型葉輪，

誘導(dǎo)輪對(duì)液流作功增加能頭，提高了泵的吸入性能。⑸采用超汽蝕葉型的誘導(dǎo)輪。1.提高泵本身抗汽蝕性能，降低Δhr⑴采用合理的葉片進(jìn)口位22葉輪的形式葉輪的形式23離心泵2-離心泵的汽蝕及抽空課件24離心泵2-離心泵的汽蝕及抽空課件25圖1-3.7超汽蝕泵圖1-3.7超汽蝕泵262.提高有效汽蝕余量Δha⑴增大吸入罐液面壓力，↑pA⑵減少泵的吸上真空度，↓Hs⑶減小泵的安裝高度，↓Hgl⑷減少泵吸入管路阻力損失，↓hA-s式（1-38）⑸降低液體飽和蒸汽壓，↓pv2.提高有效汽蝕余量Δha⑴增大吸入罐液面壓力，↑pA⑵27四、離心泵的抽空原因：離心泵啟動(dòng)前沒灌泵、進(jìn)空氣、液體不滿或介質(zhì)大量汽化，這時(shí)離心泵出口壓力大幅度下降并激烈地波動(dòng)，這現(xiàn)象稱為抽空。表現(xiàn)：在性能上是出口壓力趨于零或接近泵的入口壓力。結(jié)果：泵內(nèi)接觸的零件和機(jī)械密封的摩擦副因干摩擦或半干摩擦而產(chǎn)生磨損失效。四、離心泵的抽空原因：離心泵啟動(dòng)前沒灌泵、進(jìn)空氣、液體不滿或28四、離心泵的抽空避免措施：1、機(jī)械方面

在機(jī)械方面主要是搞好密封管理，嚴(yán)禁使空氣從管路和泵上進(jìn)入介質(zhì)。在檢修時(shí)對(duì)動(dòng)、靜密封嚴(yán)格檢查，防止因設(shè)備方面引起的泄漏。2、工藝方面

在工藝方面要穩(wěn)定工藝操作，開車時(shí)將管路中的氣體排盡，一旦出現(xiàn)氣體，要迅速返回塔器，在工藝操作上溫度宜取下限，壓力宜取上限，塔底液面不可過低，泵的流量要適中，盡量減少壓力和溫度出現(xiàn)大幅度變化。對(duì)入口壓力是負(fù)壓的備用泵入口閥門應(yīng)關(guān)閉。四、離心泵的抽空避免措施：29第二節(jié)

離心泵的汽蝕及抽空一、離心泵汽蝕產(chǎn)生機(jī)理及其危害二、汽蝕余量與汽蝕判別式三、提高離心泵抗汽蝕性能的措施四、離心泵的抽空第二節(jié)離心泵的汽蝕及抽空一、離心泵汽蝕產(chǎn)生機(jī)理及其危害30一、產(chǎn)生汽蝕的機(jī)理及危害一、產(chǎn)生汽蝕的機(jī)理及危害311、汽蝕機(jī)理汽化：在一定溫度和壓力條件下，物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)。飽和蒸汽壓：一定溫度下，液體內(nèi)部開始汽化時(shí)的臨界壓力，用pv表示。一定溫度t確定pv特定液體：例如：水100℃pv=1.013×105Pa

20℃

pv=2.337×103Pa①基本概念一、產(chǎn)生汽蝕的機(jī)理及危害1、汽蝕機(jī)理汽化：在一定溫度和壓力條件下，物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)?2Δp=pA-pk②離心泵汽蝕的產(chǎn)生泵的吸入：pA一定：pk↓→Δp↑→吸入能力增強(qiáng)pk↓≤pv→冷沸現(xiàn)象：液體汽化；p↑≥pv→汽泡潰滅：高頻、高強(qiáng)沖擊溶解氣析出，形成大量氣泡Δp=pA-pk②離心泵汽蝕的產(chǎn)生泵的吸入：pA一定：p33高壓：達(dá)30~40MPa高頻：達(dá)(2~3)×105Hz電化學(xué)腐蝕：氧等活潑氣體作用

機(jī)械剝離：高頻、高強(qiáng)水擊汽蝕現(xiàn)象：汽泡形成、發(fā)展和破裂以及材料受到破壞的全過程。高壓：達(dá)30~40MPa高頻：達(dá)(2~3)×105Hz電化學(xué)34汽泡形成和發(fā)展的影響因素

飽和蒸汽壓：pv

液流的速度：v

液體的密度：ρ

液體粘滯性：μ

氣體溶解量：q汽泡形成和發(fā)展的影響因素飽和蒸汽壓：pv液流的速度：v35汽蝕是水力機(jī)械所特有的現(xiàn)象，它帶來(lái)許多嚴(yán)重后果：⑴汽蝕使過流部件被剝蝕破壞（下圖）；⑵汽蝕使泵的性能嚴(yán)重下降抽空；⑶汽蝕使泵產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。2、汽蝕的危害汽蝕是水力機(jī)械所特有的現(xiàn)象，它帶來(lái)許多嚴(yán)重后果：⑴汽蝕使362、汽蝕的危害2、汽蝕的危害37汽蝕基本條件：pk≤pv問題的關(guān)鍵：pk的影響因素！不發(fā)生汽蝕的前提：pk>pv二、汽蝕余量與汽蝕判別式汽蝕基本條件：pk≤pv問題的關(guān)鍵：pk的影響因素！不發(fā)生汽38泵裝置泵裝置39泵正常吸入條件：需要克服的阻力k—ks—s1—1pkpsp1減小二、汽蝕余量與汽蝕判別式泵正常吸入條件：需要克服的阻力k—ks—s1—1pkpsp140必須pk>pv要避免汽蝕：泵入口出的能量-pv=富裕能頭首先應(yīng)有：而且：ps>pvNPSHa即Δha汽蝕余量二、汽蝕余量與汽蝕判別式必須pk>pv要避免汽蝕：泵入口出的能量-pv=富裕能頭首先41Δh汽蝕余量?jī)粽纤^NPSHNetPositiveSuctionHead有效汽蝕余量：NPSHa即Δha必須汽蝕余量：NPSHr

即Δhr二、汽蝕余量與汽蝕判別式Δh汽蝕余量?jī)粽纤^NPSHNetPositiveS42液體在吸入法蘭處截面上所具有的推動(dòng)和加速液體進(jìn)入葉道時(shí)高出汽化壓力的能頭。

能頭—m液柱；壓力—Pa；速度—m/s顯然：Δha越大，越不容易發(fā)生汽蝕。1、有效汽蝕余量NPSHa液體在吸入法蘭處截面上所具有的推動(dòng)和加速液體進(jìn)入葉道時(shí)高出汽43由伯努利方程：A—A截面S—S截面安裝高度：注意定義，有可能是負(fù)值1、有效汽蝕余量NPSHa由伯努利方程：A—A截面S—S截面安裝高度：注意定義，有可能44吸入液罐液面壓力能頭位差流動(dòng)損失汽蝕余量大小與泵吸入裝置的參數(shù)（Hgl、pA、hA-s、介質(zhì)、溫度等）有關(guān)，與泵本身無(wú)關(guān)，故稱“泵裝置有效汽蝕余量”

1、有效汽蝕余量NPSHa吸入液罐液面壓力能頭位差流動(dòng)損失汽蝕余量大小與泵吸入裝置的參45液流從泵入口（S截面）到泵內(nèi)壓力最低點(diǎn)（K截面）處的全部能頭損失。即：

S截面處液流總能頭與K處

壓力能頭之差。2、

泵必須汽蝕余量NPSHr液流從泵入口（S截面）到泵內(nèi)壓力最低點(diǎn)（K截面）處的全部能頭46則汽蝕判別式為：比較兩汽蝕余量的定義：泵吸入裝置的有效汽蝕余量，愈大愈不發(fā)生汽蝕。泵本身所必須的汽蝕余量，愈小愈不容易發(fā)生汽蝕。富余能頭所需能頭3、汽蝕判別式則汽蝕判別式為：比較兩汽蝕余量的定義：泵吸入裝置的有效汽蝕余47當(dāng)pk=pvΔha=Δhrpk>pvΔha>Δhrpk<pvΔha<Δhr發(fā)生汽蝕臨界值不發(fā)生汽蝕嚴(yán)重汽蝕重點(diǎn)則3、汽蝕判別式當(dāng)pk=pvΔha=Δhrpk>pvΔha>Δhrpk<pv48允許汽蝕余量[Δh]m或者允許汽蝕余量[Δh]m或者49三、提高離心泵抗汽蝕性能的措施a.改進(jìn)泵進(jìn)口的結(jié)構(gòu)參數(shù)，降低Δhr。1.泵本身因素：2.吸入裝置特性：兩個(gè)方面：提高Δha、降低Δhr。b.采用抗汽蝕材料，提高泵的壽命?？紤]管路尺寸、安裝高度等以提高Δha

。Δha>Δhr三、提高離心泵抗汽蝕性能的措施a.改進(jìn)泵進(jìn)口的結(jié)構(gòu)參數(shù)，501.提高泵本身抗汽蝕性能，降低Δhr⑴采用合理的葉片進(jìn)口位置及前蓋板形狀，葉片向進(jìn)口延伸。適當(dāng)加大D0、b1，降低λ1、λ2

、c0、和w1；采用合理的葉片進(jìn)口位置及前蓋板形狀，葉片向進(jìn)口延伸。⑵采用雙吸式葉輪，降低c0。雙吸葉輪每側(cè)流量為1/2⑶采用抗汽蝕材料。⑷采用誘導(dǎo)葉輪：在葉輪前裝一個(gè)軸流式螺旋型葉輪，

誘導(dǎo)輪對(duì)液流作功增加能頭，提高了泵的吸入性能。⑸采用超汽蝕葉型的誘導(dǎo)輪。1.提高泵本身抗汽蝕