离心泵最小连续热流量要点

离心泵的最小连续热流量估算方法

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(1确定进口处液体温升的原则:液体温度升高时,其饱和蒸汽压相应增大,应使

npsha>npshr

进口处液体温升:可采用下式计算:

△ t=(1-efh/cpef

式中△ t —进口处在操作工况下的温升, k ;

ef —泵在运行时泵效率,%;

h —泵运行工况时扬程, m ;

cp —液体的定压比热容, j /(kg.k。

(3进口液体的允许温升△ ta :根据上述方法计算出的温升值,求得温升后的温度

t2(t2=t1+△ t , 参考有关资料查出 t2的液体的饱和蒸汽压, 加上进口侧的有效汽蚀余量 (换算为压强 ,即可得出进口处的压力。再根据此压力查出对应的饱和温度 t ≥ ,允许温升值为:△ ta=t'2-t1

式中 tl —进口处温度。

应满足△ ta ≥ △ t

(4最小连续热流量下的效率:可用下式计算式中

ef=h0/102 △ tacp+h0

h0—泵在关闭时流量近似为零时扬程, m ;

△ t —允许温升, k ;

ef —泵在连续热流量时的效率,%。

(5水泵的最小连续热流量:根据计算得出的 ef 值, 可从已选定泵的特性曲线 p-ef 上查出对应的流量值,此即为离心泵的最小连续热流量值。

在工程中, 为了简便起见, 也可利用实际经验数据来确定离心泵的最小连续热流量。有的资料,对最小连续热流量近似地采用额定流量的 30%~40%,对国产某些较小 y 型油泵, 有此实际操作经验。而且, 还可用经验的允许温升值来估算泵的最小连续热流量, 经验值如下:

(1锅炉给水泵 :取 8~10℃ ,最大不超过 12~15℃。

(2石油产品泵:可取 8~8.5℃ , 但对密度小于 0.65的烃类, 不宜采用此值, 汽油可取 5℃。 &化工泵 nbsp; (3液化石油气泵:△ ta 可取 1℃。

如果得不到泵的最小连续热流量值,对一般离心泵来说,可近似地按泵的额定流量 30%~40%估算。

除了以上方法之外, 国外学者还提出一些新的计算离心泵安全操作最小流量的方法。根据 1988年在美国休斯敦召开的第五届国际泵学术会议的报道,有一种更简易的计算

安全运行最小流量的公式, 其思路是:离心泵安全操作的最小流量, 可根据叶轮内发生再回流的流量再加上足够的安全余量来决定。可根据半经验的方法计算泵内发生再回流起始流量。而安全余量取决于泵尺寸、转速、输液密度等。

在泵的 h-q 特性曲线上,可以设定若干重要的流量点,如图 2— 24所示。当流量所对应的液流角与叶片角一致时,称为无冲击流量,船 p(最佳效率点是泵内多种水力损失总和为最小的点,但各项单独的损失并不是最小。当流量小于 bep 的流量时,内回流起始情况如图 2— 25所示,在给定的许用净正吸人压头 npsha ,此时泵尚能够防止汽蚀。但在某个小流量时, 由于叶轮、扩压导叶或蜗壳产生的液体流动作用力

现象,轴承、密封的寿命会受到损失。在非常小的流量时, 由于严重的汽蚀与两相流机制的上升, 会造成大的轴向与切向运动,如上述,在极小流量时,泵无效率,使泵所送流体温度明显上升。目前可以对最小操作流量的技术规范加以必要的解析。例如对轻烃泵, 最关心的是入口时蒸发超过了对密封与轴承寿命的关心,因此,温升成为限制最小操作流量的准则,对于单级扬程较小的泵, 泵在有

富余的脚下运行, 从腐蚀观点来看, 叶轮寿命成为限制最小操作流量的准则; 对于高扬程泵, 在内回流时有严重振动而无法容忍, 因此内回流的起始流量成为限制最小操作流量的准则。

除了以上建议外,有的学者还按离心泵的可靠性来考虑。

由于回流起始是关键因素,因此可按下式计算最小操作流量:

qmin=qsrklk2k3k4k5

式中 qsr ——内回流起始流量;

k1—功率强度的因素;

k2—液体密度的因素;

k3—汽蚀影响因素;

k4—运行间断性因素;

不锈钢泵 >

k5—机械设计容量的因素。

其中内回流起流量可参考下式求得:

qdr=2.55ωd 31(1一s2{tgβl[1-0.209(β1-9.5 0.4]

式中ω—角速度;

d1—吸人口直径;

s —叶轮出口和人口直径比;

β—叶轮吸人角。

系数 k1与转速的 2次方,直径的 4次方成正比,因此又可近似认为 k1是流量与

转速的函数,基于此。

关于密度因素砭,由于该力是直接随输送液体的密度而增加,故可认为砭即等于密度。关于汽蚀影响因素配, 汽蚀的产生增加了不稳定力的数量值。进一步说, 汽蚀影响对端部吸人泵最显著。在叶轮前头部位及靠近中心线区, 由于充满蒸发汽泡, 该汽泡的生长与崩溃时会产生显著的不稳定力。

为与 npsha /npshr 的比值有关。对端部吸人的泵,允许取较小的安全余量,关于

操作间断性因素肠在最小操作流量时是连续还是问歇性运行影响着泵预期的寿命, 肠值可按下式决定:

(1连续操作时 k4=1.0;

(2间断操作时 k4=0.7(指断续时间少于总操作时间的 25% 。

关于机械设计因素悠,机械设计质量严重影响最小流量。轴的偏斜、轴承载荷系数、机械密封的选择、密封环境的稳定性等都影响最小流量。但这些都无法定量。通常, 对于中型泵,如果转子长径比 (l3/d4 小于 100时, k5可取小于 1。