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水泵知识

化工泵发生汽蚀基本方程

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     一台化工泵在运转中发生了汽蚀,但在完全相同条件下,换上另一台深井泵就可能不发生汽蚀,这说明泵是否发生汽蚀和泵本身的抗汽蚀性能有关。反之,同一台泵在某一条件下(如吸上高度7 m)使用发生汽蚀,若改变使用条件(吸上高度5 m)则不发生汽蚀,这说明泵是否发生汽蚀还与使用条件有关。可见,泵发生汽蚀的条件是由泵本身和吸人装置2方面决定的。为此,研究汽蚀发生的条件,应从泵本身和吸人装置2方面方来考虑。泵本身和吸人装置是既有区别又有联系的2个部分。从结构上看,吸入装置是指吸人液面到泵进口(指泵进口法兰处)前的部分,泵进口以后一直到泵出口为泵本身,可见,泵进口法兰是二者联系的桥梁;从流动方面看,液体从吸入装置连续流入离心泵内,但二者中的流动情况又各不相同。从既有联系又有区别的这2方面着手,推导出泵发生汽蚀的理论关系式。因为二者有区别,故引出泵汽蚀余量NPSHr(又称必需的净正吸头)和装置汽蚀余量NPSHa(又称有效的净正吸头)2个参数。所谓联系就是泵汽蚀余量和装置汽蚀余量的关系,也称为汽蚀基本方程式。
    卧式管道离心泵是用来增加液体压力的机器,液体从叶轮进口到出口,压力逐渐增加。但是,由于叶片进口绕流的影响,泵内的最低压力点通常发生在叶片背面进口稍后处,如图5-8中靠前盖板的K点。这是因为此处和进口其他处相比半径大,因而圆周速度大,由速度三角形可知,相对速度相应变大,进口压力损失和绕流引起的压力降就相应变大。另外,此处位于流道转弯的内壁,由液体转弯时离心力效应,此处流速大,压力低。假如K点的压力等于汽化压力pv,则泵发生汽蚀,故乡pk=pv是泵发生汽蚀的界限。

图5-8

    现以吸上装置为例,研究从吸人液面到K点的压力变化情况。
    双吸泵之所以吸上液体,是因为叶轮旋转,在叶轮进口造成真空,吸人液面的压力pc把液体压入泵的结果。即外因(pc)通过内因(真空)而起作用,二者缺一不可。最理想的情况是在叶轮进口造成绝对真空,不计流动过程中的损失,泵在标准大气压下最大只能吸上10.33 m,实际泵的吸上高度均在10 m以下。
    泵即使能够吸上液体,若pc减去从吸人液面到K点的全部压力降,所得压力pk小于汽化压力pv,泵就会发生汽蚀。

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