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離心泵的汽蝕產(chǎn)生與葉輪切割

作者：離心泵來源：葉輪發(fā)布時(shí)間：2023-07-29

離心泵是容易產(chǎn)生汽蝕的，跟很多因素有關(guān)，泵葉輪切割是達(dá)到什么目的，起到什么作用呢？
一、離心泵葉輪的切割
1、切割的目的:
一臺離心泵,在一定的轉(zhuǎn)速下僅有一條性能曲線,為擴(kuò)大泵的工作范圍,常采用切割葉輪外徑的方法，使其工作范圍由一條線變成一個(gè)面。當(dāng)切割量較少時(shí)，可以認(rèn)為切割前后葉片的出口安置角和通流面積基本不變，泵效率近似相等。
2、切割定律的表達(dá)式:
Q'/Q=D2'/D2
H'/H=(D2'/D2)2
N'/N=(D2'/D2)3
式中,Q、H、N表示泵的額定流量、揚(yáng)程和軸功率
角標(biāo)'表示葉輪切割后的對應(yīng)參數(shù)
D2表示葉輪的外直徑
二、離心泵的汽蝕與吸入特性
1.汽蝕現(xiàn)象
根據(jù)離心泵的工作原理可知,液流是在吸入罐壓力Pa和葉輪入口低壓力Pk間形成的壓差(Pa-Pk)作用下流入葉輪的,則葉輪入口處壓力Pk越低,吸入能力就越大。但若Pk降低到某極限值(目前多以液體在輸送溫度下的飽和蒸汽壓力Pt為液體汽化壓力的臨界值)時(shí),就會出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象。
2.汽蝕會引起的嚴(yán)重后果:
(1)產(chǎn)生振動和噪音。
(2)對泵的工作性能有影響:當(dāng)汽蝕發(fā)展到一定程度時(shí),汽泡大量產(chǎn)生,會堵塞流道,使泵的流量、揚(yáng)程、效率等均明顯下降。
(3)對流道的材質(zhì)會有破壞:主要是在葉片入口附近金屬的疲勞剝蝕。
3.離心泵的吸入特性:
1）·泵發(fā)生汽蝕的基本條件是:葉片入口處的低液流壓力Pk≤該溫度下液體的飽和蒸汽壓Pt。
2）·有效汽蝕余量:液體流自吸液罐,經(jīng)吸入管路到達(dá)泵吸入口后,所富余的高出汽化壓力的那部分能頭。用Δha表示。
3）·泵的必須汽蝕余量:液流從泵入口到葉輪內(nèi)低壓力點(diǎn)K處的全部能量損失,用Δhr表示。
4）·Δhr與Δha的區(qū)別和聯(lián)系:
Δha>Δhr 泵不汽蝕
Δha=Δhr 泵開始汽蝕
Δha<Δhr 泵嚴(yán)重汽蝕
5·對于一臺泵,為了保證其安全運(yùn)行而不發(fā)生汽蝕,對于泵的必須汽蝕余量還應(yīng)加一個(gè)安全裕量,一般取0.5米液柱。于是,泵的允許汽蝕余量為:[Δhr]=Δhr＋0.5。
6·泵的允許幾何安裝高度表達(dá)式為:[Hg1]=(Pa-Pt)/r-hA～S-[Δhr]。
Pa──吸入罐壓力
Pt──液體在輸送溫度下的飽和蒸汽壓力
r──液體重度
hA～S──吸入管內(nèi)流動損失
[Δhr]──允許氣蝕余量
7·提高離心泵抗汽蝕性能的方法有:
A.改進(jìn)機(jī)泵結(jié)構(gòu),降低Δhr,屬機(jī)泵設(shè)計(jì)問題。
B.提高裝置內(nèi)的有效汽蝕余量.主要常用的方法是采用灌注頭吸入裝置.
此外，盡量減少吸入管路阻力損失，降低液體的飽和蒸汽壓，即在設(shè)計(jì)吸入管路時(shí)盡可能選用管徑大些，長度短些，彎頭和閥門少些，輸送液體的溫度盡可能低些等措施，都可提高裝置的有效氣蝕余量。
8.軸向力的平衡裝置
①軸向力的產(chǎn)生原因
a．葉輪前后兩側(cè)因流體壓力分布情況不同(輪蓋側(cè)壓力低,輪盤壓力高)引起的軸向力A1,其方向?yàn)樽匀~輪背側(cè)指向葉輪入口。
b.流體流入和流出葉輪的方向和速度不同而產(chǎn)生的動反力A2,其方向與A1相反,所以總軸向力A=A1-A2,方向一般與A1相同(一般A2較小)。
②軸向力的平衡
a.采用雙吸式葉輪:葉輪兩側(cè)對稱,流體從兩端吸入,軸向力自動抵消而達(dá)到平衡。
b.開平衡孔或裝平衡管:A:在葉輪輪盤上相對于吸入口處開幾個(gè)平衡孔。B:為避免開平衡孔后,因主流受擾動而增加水力損失,可設(shè)平衡管代替平衡孔,即采用一小管引入口壓力至輪盤背側(cè)。
c:采用平衡葉片:在葉輪盤背面鑄幾條徑向筋片,筋片帶動葉輪背面間隙內(nèi)的流體加速旋轉(zhuǎn),增大離心力,從而使葉輪背面壓力顯著降低。
d:利用止推軸承承受軸向力。一般小型的單吸泵中止推軸承可以承受全部的軸向力，防止泵軸竄動。
③多級離心泵軸向力的平衡:
a.同單級離心泵方法相同
b.對稱布置葉輪
c.采用平衡鼓,部分平衡軸向力
d.采用自動平衡盤,全部自動平衡軸向力。

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