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1、自吸桶简介及设计 2013年1月 该装置用于水泵站内水泵自动充水 使所有水泵经常处于充水状态 随时可以启动任何一台水泵 用该装置可以使地面式水泵站实现自动化操作 可甩掉传统的半地下自灌充水式自动化泵站设计 因此可节省大量泵站建设费用 避免了水泵被淹的可能性 该装置气密性能好 自动化程度高 操作方便 工作安全可靠 自吸桶的用途及特点 水泵第一次启动前 打开通气阀d 打开补水阀C 将自吸桶自进水管a顶部一下部分灌满水 水泵启动时 自吸桶水位不断下降 桶内空间不断增大 并产生负压 当桶内产生的负压足以克服水管顶和水池水面高差 进水管阻力及水流动能时 则可将水池的水提升到吸水桶并最终使自吸桶进出水量达
2、到平衡 自吸桶的工作原理 第二章自吸桶的设计计算 水泵流量Q m3 h水泵在标准状态下 一个标准大气压 水温20 的最大允许吸上真空高度Hs m当地大气压HA kPa实际水温t 计算条件 接管a 进水管 可按管内流速V1 0 6 1 2m s 计算得直径DN1 接管b 出水管 接水泵进水口 出水管管径可同水泵口径 但水泵进水口口径通常偏小 因而一般按管内流速V2 0 8 1 5m s计算出水管管径DN2 接管c 吸水罐补水口 口径取25 50mm Hg 吸水罐出水口与地下水池液面的高差 Hgmax为水泵的安装高度 h 进水管出水口和出水口 水泵吸水口 的高差 决定吸水罐的存水量 h1 水泵启动
3、到额定转速时吸水罐水位与水泵吸入口的高差 最小高差h1min可使吸水罐产生最大负压 以便在极限高差Hgmax情况下水泵的正常工作 可取h1min DN2 2 0 2 而一定的Hg与一定的吸水罐水位h1是对应的 允许吸上真空高度 水泵不发生汽蚀 其入口处允许的最低绝对压力 以液柱高度表示Hs 称为泵的允许吸上真空高度 当水泵不在标准状态 一个大气压 20 下运行时 水泵的实际允许吸上真空高度Hs 应根据Hs进行修正 Hs Hs 10 33 HA Ht 0 24 Hs HA Ht 10 09 10 33 标准大气压 换算为mH2O柱的值 Ht 实际水温t 下的汽化压力 kPa 计算中换算为为mH2
4、O柱 吸水罐的最大负压应保证水泵不发生汽蚀 吸水罐的水面和水泵吸入口的能量方程为 Hmax v2 g h1min H入min v2入 g h2Hmax 吸水罐的最大负压 最小压力 H入min 水泵吸入口的最小压力v 吸水罐内存水截面流速 数值很小 可忽略不计v入 水泵吸入口流速h2 水泵吸入管的水头损失则Hmax H入min v2入 g h1min h2 1 吸水罐最大负压时其进水管出口断面和水池液面的能量方程为 HA v20 g Hgmax h Hmax v21 g h1 v 吸水罐内存水截面流速 数值很小 可忽略不计 v1 吸水罐进水管流速 h1 吸水罐进水管的水头损失 则Hmax HA
5、Hgmax h v21 g h1 2 由式1 2整理得 HA H入min Hgmax h v21 g v2入 g h1min h1 h2 Hs 3 吸水罐所产生的最大负压应能保证水池设计最低水位的水吸入罐 A 水泵启动前吸水罐的空气体积 V0 V罐头 V管 2DN1 2 4 1 25DN1 Hgmax h DN12 4 5 DN13 4 Hgmax h DN12 4 理想气体状态方程 PV nRT 在等温状态下 由理想气体状态方程可知压强P与体积V成反比 即HA V0 Hmax Vmax Vmax HA V0 Hmax B 吸水罐最大负压时空气体积 Vmax V罐头 V负压 5 DN13 4
6、2 DN12 h h1min 4h 4 Vmax 5 DN13 2 DN12 h1min A 水泵参数 Q 50m3 h Hs 6m D入 80mmB 夏季时当地大气压 HA 997 2kPa 10 17mH2O水温 t 20 可求水泵的实际最大允许吸上高度 Hs 6 10 17 10 33 5 84 第三章设计计算实例 计算可得 DN1 125mm V1 1 132m sDN2 125mm V2 1 132m sV入 2 763m s由公式3可得 h1 h2数值较小 可忽略不计 Hgmax h 5 65m由公式2可得吸水罐的最大负压为 Hmax 4 456mH2O 吸水罐尺寸 h的计算 V0
7、 5 DN13 4 Hgmax h DN12 4 5 4 0 1253 4 0 1252 5 65 0 07701m3 Vmax HA V0 Hmax 10 17 4 456 0 07701 0 17575m3则h 4 Vmax 5 DN13 2 DN12 h1min 4 0 07701 5 0 1253 2 0 1252 h1min 0 214 2 0 0156 0 263 分别取 0 5 0 6 0 7则对应的h 1 176 0 884 0 714实际可取 0 6 h 0 9由Hgmax h 5 65m可得 Hgmax 4 75考虑到h1 h2的影响 并留有余地 可取Hgmax 4m 真空引水罐使用于无自吸功能的下吸式 水低泵高 水泵 PG系列真空引水罐结构独特 真空度高 从而保证了水泵较高的工作效率 是代替真空引水泵的最佳选择 真空引水罐的容积可按下列简化公式计算 L H S 7 L H S式中 L 吸水管垂直高度 一般不大于6m 与水平长度之和H 真空引水罐高度S 吸水管截面积V 真空引水罐总容积 计算实例以爱之味为例 其中L 6mH 1 2mD 125mm S 0 0133mm可得真空引水罐的容积V 0 67m3可得引水罐的直径为0 85m
