泵与风机课件(7)

1、华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans主主 编：安连锁编：安连锁课件制作：吕玉坤课件制作：吕玉坤华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans2 叶片式泵的性能及结构叶片式泵的性能及结构 2-1泵内汽蚀泵内汽蚀二、对泵运行的危害二、对泵运行的危害三、泵的几何安装高度与吸上真空高度的确定三、泵的几何安装高度与吸上真空高度的确定一、泵内汽蚀现象一、泵内汽蚀现象四、汽蚀余量四、汽蚀余量五、汽蚀相

2、似定律及汽蚀比转速五、汽蚀相似定律及汽蚀比转速六、提高泵抗汽蚀性能的措施六、提高泵抗汽蚀性能的措施华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans一、泵内汽蚀现象一、泵内汽蚀现象1 1、形、形 成：成：机械侵蚀机械侵蚀化学腐蚀化学腐蚀内向爆炸性冷凝冲击，微细射流内向爆炸性冷凝冲击，微细射流疲劳破坏疲劳破坏汽泡溃灭汽泡溃灭活性气体活性气体凝结热凝结热腐蚀性破坏腐蚀性破坏汽蚀对泵叶轮的破坏汽蚀对泵叶轮的破坏电厂循环水泵叶轮汽蚀，工人正电厂循环水泵叶轮汽蚀，工人正使用高分子钛合金涂料做叶轮涂层使用高分子

3、钛合金涂料做叶轮涂层（水力机械的系统和设备）（水力机械的系统和设备）华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans一、泵内汽蚀现象一、泵内汽蚀现象1 1、形、形 成：成：机械侵蚀机械侵蚀化学腐蚀化学腐蚀（水力机械的系统和设备）（水力机械的系统和设备）点蚀点蚀2 2、什么是：汽泡形成、什么是：汽泡形成发展发展溃灭溃灭过流壁面破坏的全过程。过流壁面破坏的全过程。3 3、分、分 类：移动汽蚀、固定汽蚀、旋涡汽蚀、振动汽蚀。类：移动汽蚀、固定汽蚀、旋涡汽蚀、振动汽蚀。蜂窝状汽蚀。蜂窝状汽蚀。华北电力大学

4、华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans二、对泵运行的危害二、对泵运行的危害 1、缩短泵的使用寿命。粗糙多孔、缩短泵的使用寿命。粗糙多孔显微裂纹显微裂纹蜂窝状或蜂窝状或海绵状侵蚀海绵状侵蚀呈空洞。呈空洞。 3、影响泵的运行性能。断裂工况（汽泡堵塞流道）；潜、影响泵的运行性能。断裂工况（汽泡堵塞流道）；潜伏性汽蚀（易被忽视）。伏性汽蚀（易被忽视）。 2、产生噪声和振、产生噪声和振动。若振动动。若振动汽蚀汽蚀振振动动互相激励互相激励汽蚀共汽蚀共振。振。华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力

5、学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans三、泵的几何安装高度与吸上真空高度的确定三、泵的几何安装高度与吸上真空高度的确定w2ssgeg2g0g0hpHp 泵吸入口真空计或压强计泵吸入口真空计或压强计吸水池液面吸水池液面e-e华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fansw2ssegg2gghppH ggs ppHas w2ssgg2hHH 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps an

6、d FansPumps and Fans （1）Hs (qV )。确定。确定Hg 时，必须以泵在运行中可能时，必须以泵在运行中可能出现的最大流量所对应的出现的最大流量所对应的Hs 为准。为准。w2ssgg2hHH （2）Hs值是泵制造厂在值是泵制造厂在 pa=101325 Pa，t =20的清水下的清水下由试验得出的。当使用条件变化时，由试验得出的。当使用条件变化时， 应对样本的应对样本的Hs 值进行修值进行修正。正。 24.033.10gss VappHH大气压头大气压头饱和蒸汽压头饱和蒸汽压头标准条件标准条件 （3）立式离心泵的）立式离心泵的Hg 如图如图2-5(a) 所示；大型水泵的所示

7、；大型水泵的Hg 如如图图2-5 (b)、(c) 所示。所示。华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 【例【例2-1】 在海拔在海拔500m某地安装一台水泵，其输水某地安装一台水泵，其输水量量qV=135L/s，输送水温，输送水温 t =30，该泵样本上提供的允，该泵样本上提供的允许吸上真空高度许吸上真空高度Hs =5.5m.吸水管内径吸水管内径 d=250mm, 设吸设吸入管路总损失入管路总损失hs=0.878m. 求求Hg应为多少？应为多少？ 【解】【解】 由表由表2- -1查得海拔

8、查得海拔500m力时大气压强力时大气压强 pa= 9.51104Pa，由附，由附录录查得水温为查得水温为t =30时的饱和蒸汽压强时的饱和蒸汽压强pV =4.2365kPa。查表得。查表得30水水的密度的密度 =995.6/m3。由式（。由式（2-5）得修正后的吸上真空高度为：）得修正后的吸上真空高度为： 24. 033.10gss VappHH )m(716. 424. 033.10806. 96 .9955 .42361051. 95 . 54 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans

9、又因为：又因为：) s/m(752. 225. 014. 31013544232s dqAqVV )m(385. 0806. 92752. 2g222s 所以，泵的几何安装高度应为：所以，泵的几何安装高度应为：)m(453. 3878. 0385. 0716. 4g2w2ssgg hHHH 四、汽蚀余量四、汽蚀余量华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans四、汽蚀余量四、汽蚀余量（一）有效汽蚀余量（一）有效汽蚀余量 1、定义、定义g2ggg2sssa VVpppENPSH 位能以轴中心线为基

10、准，即，位能以轴中心线为基准，即， 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans（一）有效汽蚀余量（一）有效汽蚀余量 1 1、定义、定义g2ggg2sssa VVpppENPSH w2ssgeg2g0g0hpHp 0gwgea hHppNPSHV 2、影响因素、影响因素 2wVqh 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans（一）有效汽蚀余量（一）有效汽蚀余量 3、倒灌高度、倒灌高度0gwg

11、ea hHppNPSHV 在火力发电厂中在火力发电厂中, 凝结水泵凝结水泵和给水泵吸入容器液面压强均为和给水泵吸入容器液面压强均为相应温度下的汽化压强，则下式相应温度下的汽化压强，则下式华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans四、汽蚀余量四、汽蚀余量（二）必需汽蚀余量（二）必需汽蚀余量 泵的吸入口不是泵内压强最低部位的原因：泵的吸入口不是泵内压强最低部位的原因： 1 1、定义：自泵吸入口、定义：自泵吸入口s-ss-s截面到泵内截面到泵内压强最低点压强最低点 K 处处所所为必需汽蚀余量，以为

12、必需汽蚀余量，以NPSHr表示。利用伯努利方程可以推得：表示。利用伯努利方程可以推得： 从泵吸入口到叶轮进口流道，过流面积从泵吸入口到叶轮进口流道，过流面积一般是收缩的；一般是收缩的； 当液体绕流叶片头部时存在急骤转弯；当液体绕流叶片头部时存在急骤转弯； 从泵吸入口到叶片非工作面从泵吸入口到叶片非工作面 K 点间，点间，流速大小和方向变化。流速大小和方向变化。华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans2、影响因素、影响因素 当当qVNPSHr 。2202201r2gg2VKsqwgpENPS

13、H 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans即即NPSHrNPSHa，泵内将产生汽蚀。，泵内将产生汽蚀。 当当qV qVC时，因时，因pKpV ,tpVNPSHa 但流量不能太小：但流量不能太小： hwNPSHr 汽蚀区汽蚀区非汽蚀区非汽蚀区gppNPSHNPSHVK raNPSHr- -qVNPSHa- -qVH- -qVqVHNPSHOqVCC运行时的运行时的最大允许流量最大允许流量和和最小允许流量最小允许流量。 因此，应规定出泵因此，应规定出泵华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风

14、机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans（三）对汽蚀余量（三）对汽蚀余量NPSH的几点说明的几点说明 2、临界汽蚀余量、临界汽蚀余量 NPSHc 和允许汽蚀余量和允许汽蚀余量 NPSH 的关系的关系 由图可知由图可知, qVNPSHa pK=pV，液体开始汽化。此，液体开始汽化。此时，时，NPSHa就是使泵内发生就是使泵内发生汽蚀的临界值，即：汽蚀的临界值，即：该值可通过泵汽蚀试验确定。该值可通过泵汽蚀试验确定。 NPSHa=NPSHc=NPSHr也有采用：也有采用： NPSH=（1.11.3）NPSHc 为避免泵内汽蚀，常在为

15、避免泵内汽蚀，常在NPSHc的基础上加上一个安全余量的基础上加上一个安全余量作为允许汽蚀余量而载入泵的产品样本中，即：作为允许汽蚀余量而载入泵的产品样本中，即：NPSHr- -qVNPSHa- -qVNPSH- -qVH- -qV汽蚀区汽蚀区非汽蚀区非汽蚀区KqVHNPSHOqVCC设计点设计点A华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans（三）对汽蚀余量（三）对汽蚀余量NPSH的几点说明的几点说明 3、NPSH与与Hg 的关系的关系 w2ssgg2hHH 在式在式wgeaghHppNPSHV

16、 中中,HgHgwegghNPSHppHV NPSH NPSHa华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans查附录查附录得得 40的水相对应的饱和蒸汽压强为的水相对应的饱和蒸汽压强为pV = 7374Pa，则，则 ）（m65. 25 . 03 . 2806. 999273748829gweg hNPSHppHV 【例【例2-2】 有一单吸单级离心泵，流量有一单吸单级离心泵，流量qV =68m3/h，NPSHc=2m，从封，从封闭容器中抽送温度为闭容器中抽送温度为 40清水，容器中液面压强为清水

17、，容器中液面压强为 8.829kPa ，吸入管路阻，吸入管路阻力为力为0.5m， 试求该泵的允许几何安装高度是多少？试求该泵的允许几何安装高度是多少？ 已知水在已知水在40时的密度时的密度为为992/m3。 计算结果计算结果Hg为负值为负值, 故该泵的叶轮进口中心应在容器液面以下故该泵的叶轮进口中心应在容器液面以下2.65m。华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 对几何相似的泵，在相似的运行工况下，其对几何相似的泵，在相似的运行工况下，其必需汽蚀余量如何换算？必需汽蚀余量如何换算？五、

18、汽蚀相似定律及汽蚀比转速五、汽蚀相似定律及汽蚀比转速（一）汽蚀相似定律（一）汽蚀相似定律 由于由于NPSHr是是因流速变化及流动损失所引起的因流速变化及流动损失所引起的，并正比于，并正比于流量的平方，则汽蚀相似定律为：流量的平方，则汽蚀相似定律为： 2p12m1rprm)()(nDnDNPSHNPSH 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans对同一台泵，即对同一台泵，即D1m=D1p，则可将汽蚀相似定律改写为：，则可将汽蚀相似定律改写为：2p2mrprmnnNPSHNPSH 华北电力大学华

19、北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans五、汽蚀相似定律及汽蚀比转速五、汽蚀相似定律及汽蚀比转速（二）汽蚀比转速（二）汽蚀比转速 3/4r62. 5NPSHqncV 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans （二）汽蚀比转速（二）汽蚀比转速 考虑因素考虑因素主要考虑效率的泵主要考虑效率的泵兼顾汽蚀和效率的泵兼顾汽蚀和效率的泵对汽蚀性能要求高的泵对汽蚀性能要求高的泵C C值范围值范围600800800

20、120012001600华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans六、提高泵抗汽蚀性能的措施六、提高泵抗汽蚀性能的措施 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans （一）降低必需汽蚀余量以提高泵抗汽蚀性能的措施（一）降低必需汽蚀余量以提高泵抗汽蚀性能的措施 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 P