2.流体输送机械(3)解析

2.3.2工作点(workingpoint)所谓离心泵的工作点M是指离心泵在特定的管路系统中运转时所提供的扬程和流量下恰好等同于管路所需的扬程和流量。1.作图法求M点：离心泵的性能曲线与管路特性曲线的交点即为M点。2.计算法求M点：联立He=A-BV2He=H0＋KV2KBHAV02.3.3离心泵的流量调节如果工作点的流量大于或小于所需的输液量，则须进行流量调节，实际上是改变泵的工作点。1.调节管路特性曲线：如改变出口阀的开度2.调节泵的性能曲线：改变泵的转速或叶轮直径3.上述两种方法的比较1)用阀门调节流量快速方便，且流量可以连续变化，化工生产中应用最广。其缺点是阀门关小时，流动阻力增加，要额外消耗一部分功率，且使泵在低效率点工作，经济上不合理。2)第二种方法在泵给出的流量压头不满足输送压头时，可以换叶轮或改变转速来调节。不额外增加流动阻力，变化前后泵的效率几乎不变，能量利用经济。但调节不方便，且变速装置或变速电动机价格贵，一般只有在调节幅度大，时间又长的季节性调节中才使用。2.3.3离心泵的组合操作1.前提：离心泵型号相同，吸入管路相同，则两泵的流量和扬程必相同。两泵串联的合成特性曲线：原则：流量相同，扬程相加；将单泵的特性曲线纵坐标加倍，横坐标不变。2.泵的串联串联工作点：串联的合成特性曲线与管路特性曲线的交点C即为新工作点。两泵串联系统管路特性曲线不变。H串＞H单，V串＞V单，但H串＜2H单单泵在b点工作设单泵的特性曲线：H＝A-BV2两泵串联的合成特性曲线：H串＝2A-2BV23.泵的并联两泵并联的合成特性曲线：原则：扬程相同，流量相加；将单泵的特性曲线纵坐标不变，横坐标加倍。并联工作点：并联的合成特性曲线与管路特性曲线的交点C即为新工作点。两泵并联的合成特性曲线:H并＝A-B(V/2)2设单泵的特性曲线：H＝A-BV2V并＞V单，H并＞H单，但V并＜2V单单泵在b点工作4.组合方式的选择1)对管路特性曲线①而言，V1并=V1串，并、串联相同。3)对管路特性曲线③而言，V3并＜V3串，采用串联。(高阻管路)2)对管路特性曲线②而言，V2并＞V2串，采用并联。(低阻管路)低并高串2.4离心泵安装高度限制2.4.1问题的提出相同的工作点(管路、泵)，泵的安装高度不同，能否都能正常工作？泵的安装以不发生汽蚀现象为依据。2.4.2离心泵的气蚀现象(Cavitation)汽蚀现象外在表现：会产生噪音和震动，叶轮局部地方在巨大冲击力的反复作用下，材料表面疲劳，从点蚀到形成严重的蜂窝状空洞，损坏叶片。泵的流量，压头和效率急剧下降，严重时甚至吸不上液体。1.气蚀的过程：a.设泵能够正常工作，则：Hg↑，pK↓，pK=pV时，产生汽泡;).(0VKKgppconstgpHgpp0—大气压；Hg—汲上高度(安装高度)；pK—叶轮中心(内缘)最低压强；pV——操作温度下液体的饱和蒸汽压。b.汽泡随液体沿叶片从低压区→高压区，这时汽泡迅速凝结或破裂。3.避免途径：pK要高于输送液体温度下的饱和蒸汽压。c.汽泡凝结后产生局部真空，周围液体以极高速流向空穴(原汽泡占据空间)。并对叶轮产生冲击(相当于几百atm=几万kPa)，冲击频率高达几万次，使叶轮或泵壳受到损坏。2.产生条件：Hg变化和输入管路的阻力。实质：叶轮中心pK太小。2.4.3正常操作必须满足的条件1.以水为工质pK/(ρg)≥pV/(ρg)+ee—“安全余量”，约为0.3～0.5m。我国e＝0.3m。2.特殊液体pK/(ρg)≥pV/(ρg)+0.32.4.4最大安装高度Hg,max的计算1.通过允许汽蚀余量△h允计算在1－k截面间列B’seq：KffKVgHHgugpHgp2,21,2max,123.03.022,2KfKHguh允指离心泵入口静压头与动压头之和，超过输送液体在操作温度下的饱和蒸汽压头的最小允许值。最大安装高度：21,1max,fVgHhgpgpH允一般△h允与泵的结构和尺寸有关，由实验测定，并同标绘于性能曲线图上。实验条件为大气压10.33mH2O，20℃清水，适用于任何液体。2.通过允许吸上真空高度Hs计算在1－2截面间列B’seq：21,22,2max,12fgHgugpHgp允gpgpHs允,2121,22max,2fsgHguHH2.5离心泵的类型与选型2.5.1离心泵的类型1.清水泵(IS型，D型，S型)按叶轮数目划分：单级(一般场合)，IS型，如IS50-32-125多级(高压头场合，叶轮级数一般为2-9级)，D型，200D-43×9按叶轮吸入方式划分：单吸双吸(大流量场合)，S型，100S90A2.耐腐蚀泵(F型)输送酸、碱腐蚀液体3.油泵(Y型)输送石油产品以及易燃易爆化学液体4.杂质泵(P型)输送稠厚浆液及悬浮液，分污水泵、砂泵和泥浆泵2.5.2离心泵的选型1.根据液体的性质确定类型2.确定管路流量和所需外加压头V生产任务，He管路的特性方程3.根据所需V和He确定泵的型号4.进行Na的校核2.5.3离心泵的安装与操作②尽量减少吸入管路阻力，短、直、粗、管件少；调节阀装于出口管路。安装：①安装高度应小于允许安装高度；操作：①启动前应灌泵，并排气；②应在出口阀关闭的情况下启动泵；③停泵前先关闭出口阀，以免损坏叶轮；④经常检查轴封情况。往复泵1.工作原理2.与离心泵的区别1)He～V曲线为一垂线，He与V无关。工作点由He～V和He’～V的交点确定。2)正位移性泵的排液能力只与活塞位移有关，而与管路情况无关，压头受管路的承压能力所限制，这种特性称为正位移性。这种泵称为正位移泵。往复泵是正位移泵之一。4)往复泵不需灌液，具有自吸能力。但是，安装高度过高，会发生气蚀现象。3)流量调节采用旁路调节，不能用出口阀来调节。