離心泵的汽蝕現象及調節方式分析

一、離心水泵的汽蝕現象

　　離心泵的汽蝕現象是指被輸送液體由于在輸送溫度下飽和蒸汽壓等于或低于泵入口處(實際為葉片入口處的)的壓力而部分汽化，引起泵產生噪音和震動，嚴重時，泵的流量、壓頭及效率的顯著下降，顯然，汽蝕現象是離心泵正常操作所不允許發生的。避免汽蝕現象發生的關鍵是泵的安裝高度要正確，尤其是當輸送溫度較高的易揮發性液體時，更要注意。

　　二、離心水泵的安裝高度Hg

　　允許吸上真空高度Hs是指泵入口處壓力p1可允許達到的zui大真空度

　　而實際的允許吸上真空高度Hs值并不是根據式計算的值，而是由泵制造廠家實驗測定的值，此值附于泵樣本中供用戶查用。位應注意的是泵樣本中給出的Hs值是用清水為工作介質，操作條件為20℃及及壓力為1.013×105Pa時的值，當操作條件及工作介質不同時，需進行換算。

　　(1)輸送清水，但操作自吸泵條件與實驗條件不同，可依下式換算

　　Hs1=Hs+(Ha-10.33)-(Hυ-0.24)

　　(2)輸送其它液體當被輸送液體及反派人物條件均與實驗條件不同時，需進行兩步換算：*步依上式將由泵樣本中查出的Hs1;第二步依下式將Hs1換算成H?s

　　2汽蝕余量Δh

　　對于油泵，計算安裝高度時用汽蝕余量Δh來計算，即用汽蝕余量Δh由油泵樣本中查取，其值也用20℃清水測定。若輸送其它液體，亦需進行校正，詳查有關書籍。

　　從安全角度考慮，泵的實際安裝高度值應小于計算值。又，當計算之Hg為負值時，說明泵的吸入口位置應在貯槽液面之下。

　　例2-3　某離心泵從樣本上查得允許吸上真空高度Hs=5.7m。已知吸入管路的全部阻力為1.5mH2O，當地大氣壓為9.81×104Pa，液體在吸入管路中的動壓頭可忽略。試計算：

　　(1)輸送20℃清水時泵的安裝;

　　(2)改為輸送80℃水時泵的安裝高度。

　　解：(1)輸送20℃清水時泵的安裝高度

　　已知：Hs=5.7m

　　Hf0-1=1.5m

　　u12/2g≈0

　　當地大氣壓為9.81×104Pa，與泵出廠時的實驗條件基本相符，所以泵的安裝高度為

　　Hg=5.7-0-1.5=4.2m。

　　(2)輸送80℃水時泵的安裝高度

　　輸送80℃水時，不能直接采用泵樣本中的Hs值計算安裝高度，需按下式對Hs時行換算，即

　　Hs1=Hs+(Ha-10.33)-(Hυ-0.24)

　　已知Ha=9.81×104Pa≈10mH2O，由附錄查得80℃水的飽和蒸汽壓為47.4kPa。

　　Hv=47.4×103Pa=4.83mH2O

　　Hs1=5.7 10-10.33-4.83 0.24=0.78m

　　將Hs1值代潛水泵入式中求得安裝高度

　　Hg=Hs1-Hf0-1=0.78-1.5=-0.72m

　　Hg為負值，表示泵應安裝在水池液面以下，至少比液面低0.72m。

泵是耗能大戶。據專家估計，約占世界總能耗的20%。在石油和化工工業中更分別高達59%和26%。因此，泵的節能是一項意義深遠、潛力巨大、經濟效益和社會效益十分顯著的大事。過去，離心泵的調節，普遍采用閥門控制和啟閉旁通等方法，能量損失很大。隨著變頻技術工業應用的發展，變速調節不僅方便，而且經濟上也呈現合理。

離心泵是廣泛應用于化工工業系統的一種通用流體機械。它具有性能適應范圍廣（包括流量、壓頭及對輸送介質性質的適應性）、體積小、結構簡單、操作容易、操作費用低等諸多優點。通常，所選離心泵的流量、壓頭可能會和管路中要求的不一致，或由于生產任務、工藝要求發生變化，此時都要求對泵進化工泵行流量調節，實質是改變離心泵的工作點。離心泵的工作點是由泵的特性曲線和管路系統特性曲線共同決定的，因此，改變任何一個的特性曲線都可以達到流量調節的目的。目前，離心泵的流量調節方式主要有調節閥控制、變速控制以及泵的并、串聯調節等。由于各種調節方式的原理不同，除有自己的優缺點外，造成的能量損耗也不一樣，為了尋求*、能耗zui小、zui節能的流量調節方式，必須全面地了解離心泵的流量調節方式與能耗之間的關系。

泵流量調節的主要方式

1．1改變管路特性曲線

1．2改變離心泵特性曲線

1．3泵的串、并連調節方式

2不同調節方式下泵的能耗分析

2．1閥門調節流量時的功耗

離心泵運行時，電動機輸入泵軸的功率N為：

N＝vQH／η

式中N——軸功率，w；

Q——泵的有效壓頭，m；

H——泵的實際流量，m3/s；

v——流體比重，N/m3；

η——泵的離心泵效率。

當用閥門調節流量從Q1到Q2，在工作點A2消耗的軸功率為：

NA2＝vQ2H2／η

vQ2H3——實際有用功率，W；

vQ2(H2－H3)——閥門上損耗得功率，W；

vQ2H2(1／η－1)——離心泵損失的功率，W。

2．2變速調節流量時的功耗

對于目前離心泵通用的出口閥門調節和泵變轉速調節兩種主要流量調節方式，泵變轉速調節節約的能耗比出口閥門調節大得多，這點可以從兩者的功耗分析和功耗對比分析看出。通過離心泵的流量與揚程的關系圖，可以更為直觀的反映出兩種調節方式下的能耗關系。通過泵變速調節來減小流量還有利于降低離心泵發生汽蝕的可能性。當流量減小越大時，變速調節的節能效率也越大，即閥門調節損耗功率越大，但是，泵變速過大時又會造成泵效率降低，超出泵比例定律范圍，因此，在實際應用時應該從多方面考慮，在二者之間綜合出*的流量調節方法。