自吸罐简介及设计

1、自吸桶简介及设计自吸桶简介及设计2013年年1月月第一章第一章 自吸桶的简介自吸桶的简介 在工程设计中，为节省工程用地或因工艺流程需要，常在工程设计中，为节省工程用地或因工艺流程需要，常将水池设计成地下水池，为了减少土建工程，又常将水泵设将水池设计成地下水池，为了减少土建工程，又常将水泵设置在地面上。对于小型水泵常在其吸水管上设置底阀，采用置在地面上。对于小型水泵常在其吸水管上设置底阀，采用吸水管灌水的方法启动水泵。由于腐蚀、杂志影响等原因，吸水管灌水的方法启动水泵。由于腐蚀、杂志影响等原因，底阀在使用一段时间以后，普遍泄漏较严重，影响水泵的启底阀在使用一段时间以后，普遍泄漏较严重，影响水泵的

2、启动运行。也有的采用真空泵抽除泵内和吸水管中的空气经行动运行。也有的采用真空泵抽除泵内和吸水管中的空气经行水泵启动。水泵启动。 该装置用于水泵站内水泵自动充水，使所有水泵经常处该装置用于水泵站内水泵自动充水，使所有水泵经常处于充水状态，随时可以启动任何一台水泵。用该装置可以使于充水状态，随时可以启动任何一台水泵。用该装置可以使地面式水泵站实现自动化操作，可甩掉传统的半地下自灌充地面式水泵站实现自动化操作，可甩掉传统的半地下自灌充水式自动化泵站设计。因此可节省大量泵站建设费用，避免水式自动化泵站设计。因此可节省大量泵站建设费用，避免了水泵被淹的可能性。该装置气密性能好，自动化程度高，了水泵被淹的

3、可能性。该装置气密性能好，自动化程度高，操作方便，工作安全可靠。操作方便，工作安全可靠。自吸桶的用途及特点自吸桶的用途及特点 水泵第一次启动前，打开通气阀水泵第一次启动前，打开通气阀d d，打开补水阀，打开补水阀C C，将自，将自吸桶自进水管吸桶自进水管a a顶部一下部分灌满水。水泵启动时，自吸桶顶部一下部分灌满水。水泵启动时，自吸桶水位不断下降，桶内空间不断增大，并产生负压，当桶内产水位不断下降，桶内空间不断增大，并产生负压，当桶内产生的负压足以克服水管顶和水池水面高差、进水管阻力及水生的负压足以克服水管顶和水池水面高差、进水管阻力及水流动能时，则可将水池的水提升到吸水桶并最终使自吸桶进流动

4、能时，则可将水池的水提升到吸水桶并最终使自吸桶进出水量达到平衡。出水量达到平衡。自吸桶的工作原理自吸桶的工作原理第二章第二章 自吸桶的设计计算自吸桶的设计计算l 水泵流量水泵流量Q,mQ,m3 3/h/hl 水泵在标准状态下（一个标准大气压、水温水泵在标准状态下（一个标准大气压、水温2020）的最大允许吸上真空高度的最大允许吸上真空高度Hs,mHs,ml 当地大气压当地大气压H HA A，kPakPal 实际水温实际水温t t，计算条件计算条件接管接管a a：进水管，可按管内流速：进水管，可按管内流速V V1 1=0.61.2m/s,=0.61.2m/s,计算得直径计算得直径DNDN1 1接管

5、接管b b：出水管，接水泵进水口。出水管管径可同水泵口径，但水：出水管，接水泵进水口。出水管管径可同水泵口径，但水泵进水口口径通常偏小，因而一般按管内流速泵进水口口径通常偏小，因而一般按管内流速V V2 2=0.81.5m/s=0.81.5m/s计计算出水管管径算出水管管径DNDN2 2。接管接管c c：吸水罐补水口，口径取：吸水罐补水口，口径取2550mm2550mmHgHg：吸水罐出水口与地下水池液面的高差，：吸水罐出水口与地下水池液面的高差， Hg Hgmaxmax为水泵的安装为水泵的安装高度。高度。h h：进水管出水口和出水口（水泵吸水口）的高差，决定吸水罐：进水管出水口和出水口（水泵

6、吸水口）的高差，决定吸水罐的存水量的存水量h h1 1：水泵启动到额定转速时吸水罐水位与水泵吸入口的高差，最水泵启动到额定转速时吸水罐水位与水泵吸入口的高差，最小高差小高差h h1min1min 可使吸水罐产生最大负压，以便在极限高差可使吸水罐产生最大负压，以便在极限高差HgHgmaxmax 情情况下水泵的正常工作。可取况下水泵的正常工作。可取 h h1min1min=DN=DN2 2/2+0.2/2+0.2。而一定的。而一定的HgHg与一定与一定的吸水罐水位的吸水罐水位h h1 1是对应的。是对应的。允许吸上真空高度：允许吸上真空高度： 水泵不发生汽蚀，其入口处允许的最低绝对压力，以液柱水泵

7、不发生汽蚀，其入口处允许的最低绝对压力，以液柱高度表示高度表示HsHs，称为泵的允许吸上真空高度。，称为泵的允许吸上真空高度。当水泵不在标准状态（一个大气压、当水泵不在标准状态（一个大气压、20）下运行时，水泵的实）下运行时，水泵的实际允许吸上真空高度际允许吸上真空高度Hs应根据应根据Hs进行修正。进行修正。Hs= Hs-Hs= Hs-（10.33-H10.33-HA A）- -（H Ht t-0.24-0.24）=Hs+H=Hs+HA A-H-Ht t-10.09-10.0910.3310.33标准大气压，换算为标准大气压，换算为mHmH2 2O O柱的值柱的值H Ht t实际水温实际水温t

8、 t下的汽化压力，下的汽化压力，kPakPa，计算中换算为为，计算中换算为为mHmH2 2O O柱柱 吸水罐的最大负压应保证水泵不发生汽蚀。吸水罐的水面吸水罐的最大负压应保证水泵不发生汽蚀。吸水罐的水面和水泵吸入口的能量方程为：和水泵吸入口的能量方程为： H Hmaxmax+v+v2 2/g+h/g+h1min1min=H=H入入minmin+v+v2 2入入/g+h/g+h2 2 H Hmaxmax吸水罐的最大负压（最小压力）吸水罐的最大负压（最小压力） H H入入minmin水泵吸入口的最小压力水泵吸入口的最小压力 v v吸水罐内存水截面流速，数值很小，可忽略不计吸水罐内存水截面流速，数值

9、很小，可忽略不计 v v入入水泵吸入口流速水泵吸入口流速 h h2 2水泵吸入管的水头损失水泵吸入管的水头损失 则则 H Hmaxmax=H=H入入min min +v+v2 2入入/g-h/g-h1min1min+h+h2 2 1 1 吸水罐最大负压时其进水管出口断面和水池液面的能量方程为：吸水罐最大负压时其进水管出口断面和水池液面的能量方程为： H HA A+v+v2 20 0/g=(Hg/g=(Hgmax max +h)+ H+h)+ Hmaxmax+v+v2 21 1/g+h/g+h1 1 v v吸水罐内存水截面流速，数值很小，可忽略不计吸水罐内存水截面流速，数值很小，可忽略不计v v

10、1 1吸水罐进水管流速吸水罐进水管流速h h1 1吸水罐进水管的水头损失吸水罐进水管的水头损失 则则 H Hmaxmax =H=HA A-(Hg-(Hgmax max +h )-v+h )-v2 21 1/g-h/g-h1 122由式由式1 1、2 2整理得：整理得：H HA A - H - H入入minmin=(Hg=(Hgmax max +h)+v+h)+v2 21 1/g+v/g+v2 2入入/g-h/g-h1min1min+ h+ h1 1 + h+ h2 2 = Hs= Hs33 吸水罐所产生的最大负压应能保证水池设计最低水位的水吸入罐；吸水罐所产生的最大负压应能保证水池设计最低水位

11、的水吸入罐；A A、水泵启动前吸水罐的空气体积、水泵启动前吸水罐的空气体积V V0 0= V= V罐头罐头 + V+ V管管 =（2DN2DN1 1）2 2/4 /4 1.25DN1.25DN1 1 + +（ Hg Hgmax max +h +h ） DNDN1 12 2/4/4 =5DN =5DN1 13 3/4+ /4+ （ Hg Hgmax max +h +h ） DN DN1 12 2/4/4 理想气体状态方程：理想气体状态方程：PV=nRT在等温状态下，由理想气体状态方程可知压强在等温状态下，由理想气体状态方程可知压强P与体积与体积V成反比。即成反比。即 H HA A V V0 0=

12、 H= Hmaxmax V Vmaxmax V Vmax max = = H HA A V V0 0 / / H Hmaxmax B B、吸水罐最大负压时空气体积、吸水罐最大负压时空气体积 V Vmaxmax= V= V罐头罐头 + V+ V负压负压 = = 5DN5DN1 13 3/4 +/4 +（2 2-DN-DN1 12 2）(h-h(h-h1min1min)/4)/4 h= h=（4 4 Vmax-5DNVmax-5DN1 13 3）/ （2 2-DN-DN1 12 2）+ h+ h1min1minA A、水泵参数：、水泵参数：Q=50mQ=50m3 3/h/h、 Hs=6m Hs=6

13、m、D D入入=80mm=80mmB B、夏季时当地大气压：、夏季时当地大气压：H HA A=997.2kPa=997.2kPa=10.17mH=10.17mH2 2O O水温：水温：t=20t=20可求水泵的实际最大允许吸上高度：可求水泵的实际最大允许吸上高度： Hs=6+10.17-10.33=5.84 Hs=6+10.17-10.33=5.84 第三章第三章 设计计算实例设计计算实例计算可得：计算可得：DNDN1 1=125mm=125mm， V V1 1=1.132m/s=1.132m/sDNDN2 2=125mm, V=125mm, V2 2=1.132m/s=1.132m/sV V

14、入入=2.763m/s=2.763m/s由公式由公式3 3可得（可得（h h1 1、h h2 2数值较小，可忽略不计）数值较小，可忽略不计）HgHgmax max +h=5.65m+h=5.65m由公式由公式2 2可得吸水罐的最大负压为：可得吸水罐的最大负压为： H Hmaxmax =4.456mH=4.456mH2 2O O吸水罐尺寸吸水罐尺寸，h h的计算：的计算：V V0 0= 5DN= 5DN1 13 3/4+ /4+ （ Hg Hgmax max +h +h ） DN DN1 12 2/4/4 =5/4 =5/4 0.1250.1253 3+/4 +/4 0.1250.1252 2

15、5.655.65 =0.07701m =0.07701m3 3 V Vmaxmax= = H HA A V V0 0 / / H Hmax max =10.17/4.456 =10.17/4.456 0.077010.07701 =0.17575m =0.17575m3 3则则 h=h=（4 4 Vmax-5DN13Vmax-5DN13）/ （2 2-DN-DN1 12 2）+h+h1min1min = =（ 4 4 0.07701-50.1250.07701-50.1253 3）/ （2 2-0.125-0.1252 2）+ h+ h1min1min =0.214/ (=0.214/ (2

16、2-0.0156)+0.263-0.0156)+0.263 分别取分别取=0.5=0.5，0.60.6，0.70.7则对应的则对应的h=1.176,0.884,0.714h=1.176,0.884,0.714实际可取实际可取=0.6=0.6，h=0.9h=0.9由由HgHgmax max +h=5.65m+h=5.65m可得：可得： Hg Hgmaxmax=4.75=4.75考虑到考虑到h h1 1，h h2 2的影响，并留有余地，可取的影响，并留有余地，可取HgHgmaxmax=4m=4m 真空引水罐使用于无自吸功能的下吸式（水低泵高）水真空引水罐使用于无自吸功能的下吸式（水低泵高）水泵，泵，PG系列真空引水罐结构独特，真空度高，从而保证了系列真空引水罐结构独特，真空度高，从而保证了水泵较高的工作效率，是代替真空引水泵的最佳选择。水泵较高的工作效率，是代替真空引水泵的最佳选择。真空引水罐的容积可按下列简化公式计算真空引水罐的容积可按下列简化公式计算: :（L+HL+H）S=0.14VS=7(L+H) V=7(L+H) S S式中：式中：L-L