泵与风机教学课件PPT叶片式泵的性能及结构

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1、泵与风机泵与风机第3章 叶片(ypin)式泵的性能及结构第一页，共二十二页。3 3 叶片叶片(ypin)(ypin)式泵的性能及结构式泵的性能及结构 二、对泵运行的危害 三、泵的几何安装高度与吸上真空高度的确定 一、泵内汽蚀现象 四、汽蚀余量 五、提高泵抗汽蚀性能的措施 第二页，共二十二页。一、泵内汽蚀现象(xinxing)1、形 成：机械(jxi)侵蚀化学(huxu)腐蚀内向爆炸性冷凝冲击，微细射流疲劳破坏汽泡溃灭活性气体凝结热腐蚀性破坏汽蚀对泵叶轮的破坏电厂循环水泵叶轮汽蚀工人正使用高分子钛合金涂料做叶轮涂层（水力机械的系统和设备）点蚀2、什么是：汽泡形成发展溃灭过流壁面破坏的全过程。3、

2、分 类：移动汽蚀、固定汽蚀、旋涡汽蚀、振动汽蚀。蜂窝状汽蚀。第三页，共二十二页。二、对泵运行(ynxng)的危害 1、缩短泵的使用寿命：粗糙多孔显微裂纹蜂窝状或海绵状侵蚀(qnsh)呈空洞。 3、影响泵的运行性能(xngnng)：断裂工况（汽泡堵塞流道）；潜伏性汽蚀（易被忽视）。 2、产生噪声和振动：若振动产生汽泡，汽蚀产生振动互相激励汽蚀共振。那么泵内汽蚀的产生与那些因素有关？又如何防止呢？那么泵内汽蚀的产生与那些因素有关？又如何防止呢？ 第四页，共二十二页。三、泵的几何安装高度(god)与吸上真空高度(god)的确定 列吸水池液面e-e及泵入口断面s-s之间的能量方程式有：泵吸入口真空计或

3、压强计 吸水池液面e-e 在介绍(jisho)汽蚀余量时要用到此关系式第五页，共二十二页。（3-1） 吸水池液面为大气压pa 时，令称为(chn wi)吸上真空高度(god)，则上式变为： （3-2） 当qV=C时，Hg(Hs)HsHsmaxpsminpkpV 时，泵内开始(kish)发生汽蚀。Hsmax值由制造厂用试验方法确定。 为保证泵不发生汽蚀，把Hsmax减去一个安全量K，作为允许吸上真空高度而载入泵的产品样本中，并用Hs表示，即： Hs=Hsmax0.3 （3-3）第六页，共二十二页。 （1）Hs (qV)。确定Hg 时，必须以泵在运行中可能出现的最大流量(liling)所对应的Hs

4、 为准。 （3-4） 在计算Hg 中必须(bx)注意以下三点： （2） Hs值是泵制造厂在 pa=10.13104 Pa，t =20 的清水(qn shu)下由试验得出的。当使用条件变化时，应对样本的Hs 值进行修正。 （3-5）大气压头饱和蒸汽压头标准条件第七页，共二十二页。 【例3-1】 在海拔500m某地安装一台水泵，其输水量qV=135L/s，输送(sh sn)水温 t =30，该泵样本上提供的允许吸上真空高度Hs =5.5m.吸水管内径 d=250mm, 设吸入管路总损失hs=0.878m. 求Hg应为多少？ 【解】 由表2-1查得海拔500m力时大气压强 pa= 9.51104Pa

5、，由附录查得水温为 t =30时的饱和蒸汽压强 pV =4246.0Pa。查表得30水的密度 =995.6/m3。由式（2-5）得修正后的吸上真空(zhnkng)高度为： 第八页，共二十二页。又因为：所以，泵的几何安装高度应为： 泵的几何安装高度与吸上真空高度的确定问题(wnt)只是影响泵工作性能的一个重要因素。那么，泵内汽蚀的产生还与那些因素有关？又如泵内汽蚀的产生还与那些因素有关？又如何防止呢？何防止呢？四、汽蚀余量(y lin)第九页，共二十二页。四、汽蚀余量(y lin) 泵内流体汽蚀现象理论：液体汽化(qhu)压强（pV）为初生汽蚀的临界压强。当泵内刚发生(fshng)汽蚀时，必有：

6、即，Net Positive Suction Head的缩写， 意为：净正吸上能头称泵吸入口液流总能头高于汽化压强能头外的富余能头为汽蚀余量，以符号 NPSH 表示。汽蚀余量可分为有效汽蚀余量和必需汽蚀余量。 ps pK=pV 。（一）有效汽蚀余量 位能以中心线为基准，即，z =0 1、定义 （3-6） 第十页，共二十二页。 NPSHa=f 吸水管路系统结构参数吸水管路系统结构参数，流量 ， 而与泵的结构无关，故又称为装置汽蚀余量(y lin)；NPSHa 越大，表明该泵防汽蚀的性能越好。（一）有效(yuxio)汽蚀余量 1、定义(dngy) （3-6） 2、影响因素 将泵吸入管路能量方程式：

7、代入上式得： （3-7） ，故当qVNPSHa 。 而且由于第十一页，共二十二页。 应注意(zh y)的是：Hg 值的正、负以吸入池液面为基准，当泵轴高于吸水液面时为正。（一）有效(yuxio)汽蚀余量 3、倒灌(do un)高度 在火力发电厂中, 凝结水泵和给水泵吸入容器液面压强均为相应温度下的汽化压强，则下式可改写为：NPSHa=Hghs0（3-9） 即，凝结水泵和给水泵均应采用倒灌高度安装凝结水泵和给水泵均应采用倒灌高度安装。只有：-Hg =Hd 0，才有可能使NPSHa0第十二页，共二十二页。 NPSHr=f (泵吸入室和叶轮进口的结构参数泵吸入室和叶轮进口的结构参数, 流速大小),即

8、，NPSHr 只与泵的结构有关(yugun)，而与吸入管路无关，故又称之为泵的汽蚀余量。（二）必须(bx)汽蚀余量 1、定义 （3-10）利用能量方程可以推得： 2、影响(yngxing)因素 在泵的正常工作范围内，由于NPSHr 具有流动损失的属性，某泵NPSHr 越小，表明该泵防汽蚀的性能越好。NPSHr 由泵制造厂通过试验测出。 当qVNPSHr。第十三页，共二十二页。 【例3-2】 有一单吸单级离心泵，流量qV =68m3/h，NPSHc=2m，从封闭容器中抽送温度为 40清水，容器中液面压强为 8.829kPa ，吸入管路阻力为0.5m， 试求该泵的允许几何安装高度(god)是多少？

9、 已知水在40时的密度为992/m3。 【解】 NPSH= NPSHc+0.3=2+0.3=2.3 （m） 查附录得 40的水相对应的饱和蒸汽压强(yqing)为pV = 7374Pa，于是由式（2-14）可得： 计算结果Hg为负值, 故该泵的叶轮进口中心应在容器(rngq)液面以下2.65m。 第十四页，共二十二页。 问题的提出：问题的提出：对几何(j h)相似的泵，在相似的运行工况下，其必需汽蚀余量如何换算？五、汽蚀相似(xin s)定律及汽蚀比转速（一）汽蚀相似(xin s)定律 由于NPSHr具有泵入口流动损失的属性，并正比于流量的平方，则汽蚀相似定律为： （3-15） 实践表明：由于

10、尺寸效应以及转速效应的影响，会引起必需汽蚀余量的换算误差，资料推荐换算时的转速差在25%的范围内为宜。 第十五页，共二十二页。 那么，转速高低对必需汽蚀余量换算误差的影响那么，转速高低对必需汽蚀余量换算误差的影响(yngxing)(yngxing)如何呢如何呢？ 1、当n 时, qV进口(jn ku)处反向流主流p，游离气体析出，NPSHr 的试验值换算值，则换算值偏于不安全。 2、当n时，进口处流速增大且分布均匀，液体泵进口低压(dy)区的时间，汽泡发生，NPSHr 的试验值换算值， 则换算值偏于安全。 对同一台泵，即D1m=D1p，则可将汽蚀相似定律改写为：（3-16）即：转速提高， NP

11、SHr将成平方增加。因此，泵的抗汽蚀性能将大大下降，故泵在实际运行中不得超速泵在实际运行中不得超速。 第十六页，共二十二页。五、提高(t go)泵抗汽蚀性能的措施 泵在运行中汽蚀与否，是由泵本身的汽蚀性能和吸入装置的特性共同决定的。因此(ync)，解决泵汽蚀问题可从如下四个方面入手： （一）降低必需汽蚀余量以提高泵抗汽蚀性能的措施 （四）首级叶轮采用抗汽蚀性能好的材料 （二）提高有效汽蚀余量以防止泵汽蚀的措施 （三）运行中防止汽蚀的措施 。 第十七页，共二十二页。 多级泵首级叶轮采用双吸式，在qV、n和c相同的情况(qngkung)下，其必需汽蚀余量变为单吸叶轮的必需汽蚀余量的0.63 倍？如

12、国产125MW 和 300MW汽轮发电机组的给水泵首级叶轮均采用双吸式。 （一）降低(jingd)必需汽蚀余量以提高泵抗汽蚀性能的措施 1多级泵首级叶轮(yln)采用双吸式 其加压和强制预旋w0 NPSHr；其轴向流道宽而长，汽泡后，只能沿其外缘运动，因 p 溃灭， 限制汽泡, 不致使阻塞整个流道。在安装诱导轮之后，c 值可由8001000 3000 。目前国产火力电厂大型凝结水泵一般都装有诱导轮。 2加装诱导轮 第十八页，共二十二页。 尽可能地减少吸入管路的附件，合理地加大吸入管道的d，尽量(jnling)缩短吸入管道L。 1、减少(jinsho)吸入管路的阻力损失 3、设置(shzh)前置

13、泵 （二）提高有效汽蚀余量以防止泵汽蚀的措施 2、合理的选择泵的几何安装高度Hg 对给水泵和凝结水泵采取Hd。确定Hg或Hd时，应留有较大余量，以防止在非正常工况时产生汽蚀现象。 单机容量锅炉给水泵的t 和n泵入口NPSHa除氧器的Hd, 安装困难且不经济。为此，国内外对大容量的锅炉给水泵，广泛采用在其前设置低速前置泵的方法。 给水经前置泵升压，相当于pe /gNPSHa。第十九页，共二十二页。 （1）规定首级(shuj)叶轮的汽蚀寿命。为了避免因汽蚀而发生泵的重大损坏事故， 火力发电厂应规定首级叶轮的汽蚀寿命，到时予以更换。 （2）泵应在规定转速下运行，不得超速。因为当n泵的NPSHr，则泵

14、的抗汽蚀性能(xngnng)将显著降低。 （3）不允许用泵的吸入系统上的阀门调节流量。否则(fuz)，将导致吸入管路的hwNPSHa。 （三）运行中防止汽蚀的措施 （4）泵在运行时若发生汽蚀，可以设法减小流量，或降低转速。 第二十页，共二十二页。 受到使用和安装(nzhung)条件的限制不能完全避免发生汽蚀的泵，应采用抗汽蚀性能好的材料制成叶轮，或将这类材料喷涂在泵壳、叶轮的流道表面上，以便延长叶轮的使用寿命。 （四）首级叶轮(yln)采用抗汽蚀性能好的材料 如高压给水泵广泛采用各种等级的铬不锈钢，目前国外认为满意(mny)的材料是含铬17% 、镍4%的马氏体沉淀硬化不锈钢。 一般来说，材料的强度高、韧性好、硬度高、化学稳定性好，则它抗汽蚀性能也好。 第二十一页，共二十二页。内容(nirng)总结泵与风机。汽泡溃灭 活性气体凝结热 腐蚀性破坏。2、什么是：汽泡形成发展溃灭 过流壁面破坏的全过程。1、缩短泵的使用寿命：粗糙多孔显微裂纹蜂窝状或海绵状侵蚀呈空洞。2、产生噪声和振动：若振动产 生汽泡，汽蚀产 生振动互相。（四）首级叶轮采用抗汽蚀性能好的材料。（3）不允许(ynx)用泵的吸入系统上的阀门调节 流量第二十二页，共二十二页。