一、氣蝕的發(fā)生過(guò)程:
液體汽化時(shí)的壓力稱為汽化壓力(飽和蒸汽壓力),液體汽化壓力的大小和溫度有關(guān),溫度越高,由于分子運(yùn)動(dòng)更劇烈,其汽化壓力越大。20℃清水的汽化壓力為233.8Pa,而100℃水的汽化壓力為101296Pa一個(gè)大氣壓。可見(jiàn),一定溫度下的壓力是促成液體汽化的外界因素。液體在一定溫度下,降低壓力至該溫度下的汽化壓力時(shí),液體便產(chǎn)生氣泡,把這種產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象稱為氣蝕。
氣蝕時(shí)產(chǎn)生的氣泡,流動(dòng)到高壓處時(shí),其體積減小以至破滅。這種壓力上升,氣泡消失在液體中的現(xiàn)象稱為氣蝕的潰滅。
為保證泵不汽蝕,泵葉輪進(jìn)口處單位重量的液體所必須具有的超過(guò)汽化壓力的富余能量。淺釋如下:
當(dāng)離心泵的吸入高度過(guò)大和液體溫度較高時(shí),以致使吸入口壓強(qiáng)小于或等于液體飽和蒸汽壓,則液體會(huì)在泵進(jìn)口處沸騰汽化,在泵殼內(nèi)形成一個(gè)充滿蒸汽的空間,隨著泵旋轉(zhuǎn),氣泡進(jìn)入高壓區(qū),由于壓差的作用,氣泡受壓破裂而重新凝結(jié),在凝結(jié)的一瞬間,質(zhì)點(diǎn)互相撞擊,產(chǎn)生了很高的局部壓力,如果這些氣泡在金屬表面附近破裂而凝結(jié),則液體質(zhì)點(diǎn)就象無(wú)數(shù)小彈頭一樣,連續(xù)擊打在金屬表面,使金屬表面產(chǎn)生裂紋,甚至局部產(chǎn)生剝落現(xiàn)象,使葉輪表面呈蜂窩狀,同時(shí)氣泡中的某些活潑氣體如氧氣等進(jìn)入到金屬表面的裂紋中,借助氣泡凝結(jié)時(shí)放出的熱量,使金屬受到化學(xué)腐蝕作用,上述現(xiàn)象即為汽蝕。
汽蝕現(xiàn)象產(chǎn)生時(shí),泵將產(chǎn)生噪音和振動(dòng),使泵的揚(yáng)程、流量、效率的性能急劇下降,同時(shí)加速了材料的損壞,縮短了機(jī)件的使用壽命,因此,必須限制泵的吸入高度,防止液體大量汽化,以免發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。
一臺(tái)泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)生了氣蝕,但在完全相同的條件下?lián)Q上另一臺(tái)泵可能就不會(huì)發(fā)生氣蝕,這說(shuō)明是否發(fā)生氣蝕和泵本身的抗氣蝕性能有關(guān)。反之,同一臺(tái)泵在某一條件下(如吸上高度7米)使用發(fā)生氣蝕,改變使用條件(如吸上高度5米)則不會(huì)發(fā)生氣蝕,這說(shuō)明是否發(fā)生氣蝕還與使用條件有關(guān)。這就是泵汽蝕余量或必需氣蝕余量NPSHr(又稱必需的凈正壓頭)和裝置氣蝕余量或有效氣蝕余量NPSHa(又稱有效的凈正壓頭).
二、泵安裝高度:
泵之所以吸上液體,是因?yàn)槿~輪旋轉(zhuǎn)在葉輪進(jìn)口造成真空,吸入液面的壓力P0把液體壓入泵的結(jié)果。即外因P0通過(guò)內(nèi)因(真空)而起作用,二者缺一不可。z理想的情況是在葉輪造成真空,不計(jì)流動(dòng)過(guò)程的損失,泵在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下只能吸上10.33米,實(shí)際泵的吸上高度均在10米以下。
為了確保離心泵正常操作,將所測(cè)得(NSPH)c值加上一定的安全量作為必需汽蝕余量(NSPH)r,并列入泵產(chǎn)品樣本,或繪于泵的特性曲線上。
1、 根據(jù)裝置的布置、地形條件、水位條件、運(yùn)轉(zhuǎn)條件、經(jīng)濟(jì)方案比較等多方面因素;
2、考慮選擇臥式、立式和其它型式(管道式、直角式、變角式、轉(zhuǎn)角式、平行式、垂直式、直立式、潛水式、便拆式、液下式、無(wú)堵塞式、自吸式、齒輪式、充油式、充水溫式)。臥式泵拆卸裝配方便;易管理、但體積大;需很大占地面積;立式泵;很多情況下葉輪淹沒(méi)在水中;任何時(shí)候可以啟動(dòng);便于自動(dòng)盍或遠(yuǎn)程控制;并且緊湊;安裝面積小;價(jià)格較便宜。
3、根據(jù)液體介質(zhì)性質(zhì),確定清水泵,熱水泵還油泵、化工泵或耐腐蝕泵或雜質(zhì)泵,或者采用不堵塞泵。安裝在爆炸區(qū)域的泵,應(yīng)根據(jù)爆炸區(qū)域等級(jí),采用防爆電動(dòng)機(jī)。
4、振動(dòng)量分為:氣動(dòng)、電動(dòng)(電動(dòng)分為220v電壓和380v電壓)。
5、根據(jù)流量大小,選單吸泵還是雙吸泵:根據(jù)揚(yáng)程高低,選單吸泵還是多吸泵,高轉(zhuǎn)速泵還是低轉(zhuǎn)速泵(空調(diào)泵)、多級(jí)泵效率比單級(jí)泵低,當(dāng)選單級(jí)泵和多級(jí)泵同樣都能用時(shí),宜選用單級(jí)泵。
6、確定泵的具體型號(hào),采用什么系列的泵選用后,就可按z大流量,放大5%——10%余量后的揚(yáng)程這兩個(gè)性能主要參數(shù),在型譜圖或系列特性曲線上確定具體型號(hào)。
利用泵特性曲線,在橫坐標(biāo)上找到所需流量值,在縱坐標(biāo)上找到所需揚(yáng)程值,從兩值分別向上和向右引垂線或水平線,兩線交點(diǎn)正好落在特性曲線上,則該泵就是要選的泵,但是這種理想情況一般不會(huì)很少,
通常會(huì)碰上下列幾種情況:
A、第yi種:交點(diǎn)在特性曲線上方,這說(shuō)明流量滿足要求,但揚(yáng)程不夠,此時(shí),若揚(yáng)程相差不多,或相差5%左右,仍可選用,若揚(yáng)程相差很多,則選揚(yáng)程較大的泵。或設(shè)法減小管路阻力損失。
B、第二種:交點(diǎn)在特性曲線下方,在泵特性曲線扇狀梯形范圍內(nèi) ,就初步定下此型號(hào),然后根據(jù)揚(yáng)程相差多少,來(lái)決定是否切割葉輪直徑,若揚(yáng)程相差很小,就不切割,若揚(yáng)程相差很大,就按所需Q、H、,根據(jù)其ns和切割公式,切割葉輪直徑,若交點(diǎn)不落在扇狀梯形范圍內(nèi),應(yīng)選揚(yáng)程較小的泵。選泵時(shí),有時(shí)須考慮生產(chǎn)工藝要求,選用不同形狀Q-H特性曲線。
通常把表示主要性能參數(shù)之間關(guān)系的曲線稱為離心泵的性能曲線或特性曲線,實(shí)質(zhì)上,離心泵性能曲線是液體在泵內(nèi)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的外部表現(xiàn)形式,通過(guò)實(shí)測(cè)求得。特性曲線包括:流量-揚(yáng)程曲線(Q-H),流量-效率曲線(Q-η),流量-功率曲線(Q-N),流量-汽蝕余量曲線(Q-(NPSH)r),性能曲線作用是泵的任意的流量點(diǎn),都可以在曲線上找出一組與其相對(duì)的揚(yáng)程,功率,效率和汽蝕余量值,這一組參數(shù)稱為工作狀態(tài),簡(jiǎn)稱工況或工況點(diǎn),離心泵z高效率點(diǎn)的工況稱為z佳工況點(diǎn),z佳工況點(diǎn)一般為設(shè)計(jì)工況點(diǎn)。
一般離心泵的額定參數(shù)即設(shè)計(jì)工況點(diǎn)和z佳工況點(diǎn)相重合或很接近。在實(shí)踐選效率區(qū)間運(yùn)行,即節(jié)能,又能保證泵正常工作,因此了解泵的性能參數(shù)相當(dāng)重要。