化工原理课件：2-2 离心泵的汽蚀现象与安装高度

1、 当叶轮入口附近的最低压力等于或小于输送温度下液体的饱和蒸汽压，液体就会在该处发生汽化并产生气泡，气泡随同液体从低压区流向高压区，气泡在高压作用下迅速凝结或破裂，此时周围的液体以极高的速度冲向原气泡所占据的空间，在冲击点处造成很高的局部冲击压力，由于冲击作用使泵体震动并产生噪音，且叶轮局部处在巨大冲击力的反复作用下，使材料表面疲劳，从开始点蚀到形成裂缝，使叶轮或泵壳受到破坏，这种现象称为“汽蚀现象”。(1) 汽蚀现象2.1.6 离心泵的汽蚀现象与安装高度安装高度：泵的吸入口与吸液方贮液槽液面间的垂直高度称为安装高度。该高度可正可负。在0-0与1-1两截面之间列柏努利方程式得 为避免汽蚀现象的发

2、生，泵的安装高度不能太高。离心泵的安装高度(1) 汽蚀现象2.1.6 离心泵的汽蚀现象与安装高度有效汽蚀余量 (2) 有效汽蚀余量与必需汽蚀余量 必需汽蚀余量 必需汽蚀余量表示液体从泵入口流到叶轮内最低压力点处的全部压头损失。用hr表示。2.1.6 离心泵的汽蚀现象与安装高度(2) 有效汽蚀余量与必需汽蚀余量不发生汽蚀严重汽蚀开始发生汽蚀2.1.6 离心泵的汽蚀现象与安装高度(3) 离心泵的最大安装高度2.1.6 离心泵的汽蚀现象与安装高度 允许汽蚀余量是在必需汽蚀余量的基础上加上安全裕量。于是最大允许安装高度离心泵规格表中列出的即为允许汽蚀余量泵的实际安装高度必须低于或等于最大允许安装高度。

3、(4) 允许汽蚀余量与最大允许安装高度2.1.6 离心泵的汽蚀现象与安装高度例2-4 某离心水泵，查得汽蚀余量 。现用此泵输送敞口水槽中40清水，若泵吸入口距水面以上4m高度处，吸入管路的压头损失为1m（水柱），当地环境大气压力为0.1MPa。试求该泵的安装高度是否合适？40水的饱和蒸汽压 ，密度 。 解：依题意知于是泵的最大允许安装高度为实际安装高度为4m，小于6.51m，故合适。若将水槽改为封闭，槽内水面上压力为15kPa。将水槽提升到距泵入口以上2m高处，是否可用？ 以槽内水面为基准面，泵的实际安装高度为-2m，大于-2.22m，故安装不合适，不可用。152m离心泵的安装高度应低于允许的

4、安装高度(即计算的安装高度)，以免产生汽蚀现象。为减少吸入管段的流体阻力，吸入管径不应小于泵入口直径，吸入管应短而直，不装阀门，但当泵的吸入口高于液面时应加一止逆底阀。离心泵启动前应灌满液体，以免产生气缚现象；还应关闭出口阀门，以减小启动功率。离心泵停泵前应先关闭出口阀门，防止液体倒流。离心泵运转时，应定期检查轴封有无泄漏，轴承、填料函等发热情况，轴承应注意润滑。离心泵的安装与运转 清水泵 一般用于工业生产（输送物理、化学性质与清水类似的液体）、城市给排水和农业排灌。 IS型、D型、Sh型 IS型清水泵为单级单吸悬臂式离心水泵。全系列扬程范围为5125m，流量范围为6.3400m3/h。 (1

5、) 离心泵的类型 2.1.7 离心泵的类型与选用 IS5032125型：IS单级单吸悬臂式 50泵入口直径，mm 32泵出口直径，mm 125泵叶轮直径 mm D12253型：D多级泵 12公称流量，m3/h 25每一级的扬程，m 3即3级泵，总扬程为75m 清水泵 (1) 离心泵的类型 2.1.7 离心泵的类型与选用 耐腐蚀泵 当输送酸、碱及浓氨水等腐蚀性液体时应采用耐腐蚀泵。该类泵中所有与腐蚀液体接触的部件都用抗腐蚀材料制造，其系列代号为F。F型泵多采用机械密封装置，以保证高度密封要求。F泵全系列扬程范围为15105m，流量范围为2400m3/h。(1) 离心泵的类型 2.1.7 离心泵的

6、类型与选用 25FB-16 25吸入口的直径,mm B铬镍合金钢，用于常温、 低浓度酸、碱的输送 16扬程，m 耐腐蚀泵 (1) 离心泵的类型 2.1.7 离心泵的类型与选用 油泵 输送石油产品的泵称为油泵。因为油品易燃易爆，因而要求油泵有良好的密封性能。当输送高温油品（200以上）时，需采用具有冷却措施的高温泵。油泵有单吸与双吸、单级与多级之分。国产油泵系列代号为Y、双吸式为YS。全系列的扬程范围为60603m，流量范围为6.25500m3/h。(1) 离心泵的类型 2.1.7 离心泵的类型与选用 50Y60A 50吸入口的直径，mm Y油泵 60扬程，m A叶轮一次车削 油泵 (1) 离心

7、泵的类型 2.1.7 离心泵的类型与选用根据被输送液体的性质及操作条件确定类型； 根据流量(一般由生产任务定)计算管路中所需压头，确定泵的型号(从样本或产品目录中选取)；若被输送液体的黏度和密度与水相差较大时， 应核算泵的特性参数：流量、压头和轴功率。选择离心泵时，可能有几种型号的泵同时满足在最佳范围内操作这一要求，此时，可分别确定各泵的工作点，比较工作点上的效率，择优选取。如没有适合的型号，则应选定泵的流量和压头都稍大的型号。离心泵的特点是，送液能力大，流量均匀，但产生的压头不高，且压头随着流量的改变而变化。(1) 离心泵的选择 2.1.7 离心泵的类型与选用例2-5 如图所示，需安装一台泵

8、，将流量45m3/h、温度20的河水输送到高位槽，高位槽水面高出河面10m，管路总长度为15m。试选一台离心泵，并确定安装高度。解：首先确定管径选管内流速估算管内径选择钢管，核算流速在截面1-1和2-2间列柏努利方程将已知数据代入后整理为其中90弯头2个全开截止阀1个全开底阀1个管入口及管出口查得于是根据流量和压头，从离心泵规格表中选择型号为IS-80-65-125的泵。其允许汽蚀余量，取20水的饱和蒸汽压吸入管长取为5m，按照前面方法可计算得到泵的吸入管的压头损失为故实际取为1.4m。 作业： P89 2-8, P90 2-122.1 离心泵主要内容往复泵齿轮泵漩涡泵 2.2 其它类型化工用

9、泵(1) 往复泵的构造和工作原理主要部件：泵缸、活塞、活塞杆 吸入阀、排出阀 工作原理：活塞自左向右移动时，泵缸内形成负压，贮槽内液体经吸入阀进入泵缸内。活塞自右向左移动时，缸内液体受挤压，压力增大，由排出阀排出。 2.2.1 往复泵往复泵装置示意图活塞在泵缸内两端间移动的距离称为行程。(1) 往复泵的构造和工作原理2.2.1 往复泵(2) 往复泵的类型与流量往复泵的类型：单动泵 双动泵 三联泵2.2.1 往复泵三柱塞往复泵2.2.1 往复泵2.2.1 往复泵双动往复泵2.2.1 往复泵(2) 往复泵的类型与流量往复泵的流量与压头无关，与泵缸尺寸、活塞行程及往复次数有关。 单动泵的理论流量 往

10、复泵的实际流量比理论流量小，且随着压头的增高而减小，这是因为漏失所致。双动泵的理论流量实际流量式中为容积效率。2.2.1 往复泵（3）往复泵的扬程与流量调节 往复泵的特性曲线和工作点 往复泵的扬程（或排出压力）与流量几乎无关。在扬程较高时，容积效率降低，流量稍有减少。往复泵的最大允许扬程由泵的机械强度、密封性能及电动机的功率等决定，工作点的扬程不应超过最大允许扬程。 2.2.1 往复泵 往复泵的流量不能用排出管路上的阀门来调节，而应采用旁路调节、改变原动机转速、改变活塞的行程来实现。流量的旁路调节2.2.1 往复泵（3）往复泵的扬程与流量调节 (4) 往复泵的安装和使用往复泵有自吸能力，启动时

11、不需灌入液体，往复泵启动前必须将排出管路中的阀门打开。往复泵的活塞由连杆曲轴与原动机相连。原动机可用电机，亦可用蒸汽机。往复泵适用于高压头、小流量、高黏度液体的输送，但不宜于输送腐蚀性液体。有时由蒸汽机直接带动，输送易燃、易爆的液体。2.2.1 往复泵齿轮泵 泵壳内有两个齿轮，其中一个为主动轮，它由电机带动旋转；另一个称为从动轮，它是靠与主动轮的相啮合而转动。两齿轮将泵壳内分为互不相通的吸入室和排出室。2.2.2 齿轮泵结构和工作原理：齿轮泵2.2.2 齿轮泵漩涡泵2.2.3 漩涡泵漩涡泵的压头和功率随流量减少而增加，因而启动泵时出口阀应全开，并采用旁路调节流量，避免泵在很小流量下运转。漩涡泵在启动前需灌泵。漩涡泵适用于输送流量小、压头高且黏度不高的清洁液体。 2.