泵的汽蚀及汽蚀余量计算汽蚀分析及处理

第四章泵

思考题：

1．泵如何分类？

2．离心泵的主要过流元件有哪些？功能是什么？

离心泵的主要部件有叶轮、转轴、吸人室、蜗壳、轴封箱和密封环等。

吸入室：吸人室位于叶轮进口前，它把液体从吸入管吸入叶轮。要求液体流过吸人室的流动损失较小，液体流人叶轮时速度分布均匀。

叶轮：旋转叶轮吸入液体转换能量，使液体获得压力能和动能。要求叶轮在流动损失最小的情况下使液体获得较多的能量。

蜗壳：蜗壳亦称压出室，位于叶轮之后，它把从叶轮流出的液体收集起来以便送人排出管。由于流出叶轮的液体速度往往较大，为减少后面的管路损失，要求液体在蜗壳中减速增压，同时尽量减少流动损失。

3．离心泵的流量、扬程、功率（输入功率）、轴功率的定义是什么？

流量：泵在单位时间内输送出去的液体量。

扬程：这里将欧拉方程表示为旋转叶轮传递给单位重量液体的能量，亦称理论扬程。

功率：泵的功率通常指输入功率，即原动机传到泵轴上的轴功率。

4．灌泵的原因是什么？

若不灌泵，因泵内空气密度远小于液体，在一般离心泵的运行条件下，气体通过离心泵所得到的压升很小。也就是叶轮入口处真空度很低，不足以吸进液池的液体

5．离心泵的欧拉方程是什么？

6．汽蚀的原因是什么？（或汽蚀的机理、现象是什么？）

液体汽化、凝结、冲击，形成高压、高压、高频冲击载荷，造成金属材料的机械剥裂与电化学腐蚀破坏的综合现象称为汽蚀。

7．汽蚀的危害是什么？

1、汽蚀使过流部件被剥蚀破坏；

2、汽蚀使泵的性能下降；

3、汽蚀使泵产生噪音和振动；

4、汽蚀也是水力机械向高流速发展的巨大障碍。

8．判断汽蚀的判据是什么？

NPSHa > NPSHr泵不发生汽蚀

NPSHa = NPSHr泵开始发生汽蚀

NPSHa < NPSHr泵严重汽蚀

9．提高离心泵本身抗汽蚀性能的措施有哪些？

1、提高离心泵本身抗汽蚀的性能：

a、提高离心泵的吸入口至叶轮叶片入口附近的结构设计；

b、采用前置诱导轮；

c、采用双吸式叶轮；

d、设计工况采用稍大的正冲角；

e、采用抗汽蚀的材料。

2、提高进液装置汽蚀余量的措施：

a、增加泵前储液罐中液面上的压力PA来提高NPSHa；

b、减小泵前吸上装置的安装高度坑Hg，可显著提高NPSHa；

c、将吸上装置改为倒灌装置，并增加倒灌装置的安装高度；

d、减小泵前管路上的流动损失△HA-S，亦可提高NPSHa.

10．提高离心泵进液装置抗汽蚀性能的措施有哪些？

11．离心泵调节中，改变泵的特性曲线的调节方法有哪些？

转速调节、切割叶轮外径调节、改变前置导叶叶片角度的调节、改变半开式叶轮叶片端部间隙的调节、泵的并联或串联调节。

12．离心泵调节中，改变装置的特性曲线的调节方法有哪些？

闸阀调节、液位调节、旁路分流调节。

13．启动泵之前的准备工作有哪些？启泵的顺序（或程序）实怎样的？

准备工作：启动前检查、充水、暖泵。

启泵的程序：灌泵、关闭出口阀、开泵、开出口阀。

14．泵流动相似的条件是什么？

两泵流动相似应具备几何相似和运动相似，而运动相似仅要求叶轮进口速度三角形相似。15．什么是相似工况？

16．写出泵的相似定律、比例定律的表达式．它们有什么作用？

17．写出比转速公式．

18．比转速有什么作用？

19．写出切割定律表达式．它有什么作用？

为了扩大其工作范围，可采用切割叶轮外径的方法，使工作范围由一条线变成一个面。20．什么是切割对应工况？

21．离心泵叶轮被切割后，其抗汽蚀性能是否变化？

22．两台离心泵若流动相似，则其抗汽蚀性能是否一样？原因是什么？

23．离心泵叶轮的出口安装角一般取多少？

24．按比转速是如何进行泵的分类的？

计算题：

1．掌握比转速的计算．

2．掌握叶轮切割后流量、扬程、功率、效率的变化计算（切割定律的应用）．

3．掌握汽蚀的判断计算（或汽蚀余量计算、最大吸上真空度计算）．

作业习题：

1．某化工厂需要三台水泵，其性能要求是：第一台qv1=50m3/h，H1=100m，第二台qv2=400m3/h，H2=40m，第三台qv3=800m3/h，H3=18m，均选用n=1450r/min的叶轮外径，试问叶轮交流电动机驱动，试问如何初选泵型？又若选出的第二台泵的扬程偏大，需要切割外径允许的最大切割量是多少？相应的流量、扬程和效率约降低多少？

解：

（1）

第一台qv1=50m3/h，H1=100m，

第二台qv2=400m3/h，H2=40m，

第三台qv3=800m3/h，H3=18m，

均选用n=1450r/min

那么，由得：

第一台，选用活塞泵，

第二台，选用离心泵，

第三台，选用轴流泵。

（2），那么由表4-3得：

叶轮外径允许的最大切割量为15%，即：

则，流量降低15%，扬程降低27．75%，效率降低1．5％。

2．某化工厂由储水池清水输送到高位水槽中，要求供水量为100m3/h。储水池至泵的高度为2．5m，泵至高位水槽的高度为26m，其上装有带滤网的底阀1个，闸板阀1个，90°弯头2个，锥型渐缩过渡接管1个，压水管长40m，其上装有止回阀1个，闸板阀1个，90°弯头2个，锥型渐扩过渡接管1个。要求选用恰当的水泵。

解：

选定管道直径