自吸罐簡介及設(shè)計(jì)

1、自吸桶簡介及設(shè)計(jì)自吸桶簡介及設(shè)計(jì)2013年年1月月第一章第一章 自吸桶的簡介自吸桶的簡介 在工程設(shè)計(jì)中，為節(jié)省工程用地或因工藝流程需要，常在工程設(shè)計(jì)中，為節(jié)省工程用地或因工藝流程需要，常將水池設(shè)計(jì)成地下水池，為了減少土建工程，又常將水泵設(shè)將水池設(shè)計(jì)成地下水池，為了減少土建工程，又常將水泵設(shè)置在地面上。對(duì)于小型水泵常在其吸水管上設(shè)置底閥，采用置在地面上。對(duì)于小型水泵常在其吸水管上設(shè)置底閥，采用吸水管灌水的方法啟動(dòng)水泵。由于腐蝕、雜志影響等原因，吸水管灌水的方法啟動(dòng)水泵。由于腐蝕、雜志影響等原因，底閥在使用一段時(shí)間以后，普遍泄漏較嚴(yán)重，影響水泵的啟底閥在使用一段時(shí)間以后，普遍泄漏較嚴(yán)重，影響水泵的

2、啟動(dòng)運(yùn)行。也有的采用真空泵抽除泵內(nèi)和吸水管中的空氣經(jīng)行動(dòng)運(yùn)行。也有的采用真空泵抽除泵內(nèi)和吸水管中的空氣經(jīng)行水泵啟動(dòng)。水泵啟動(dòng)。 該裝置用于水泵站內(nèi)水泵自動(dòng)充水，使所有水泵經(jīng)常處該裝置用于水泵站內(nèi)水泵自動(dòng)充水，使所有水泵經(jīng)常處于充水狀態(tài)，隨時(shí)可以啟動(dòng)任何一臺(tái)水泵。用該裝置可以使于充水狀態(tài)，隨時(shí)可以啟動(dòng)任何一臺(tái)水泵。用該裝置可以使地面式水泵站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，可甩掉傳統(tǒng)的半地下自灌充地面式水泵站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，可甩掉傳統(tǒng)的半地下自灌充水式自動(dòng)化泵站設(shè)計(jì)。因此可節(jié)省大量泵站建設(shè)費(fèi)用，避免水式自動(dòng)化泵站設(shè)計(jì)。因此可節(jié)省大量泵站建設(shè)費(fèi)用，避免了水泵被淹的可能性。該裝置氣密性能好，自動(dòng)化程度高，了水泵被淹的

3、可能性。該裝置氣密性能好，自動(dòng)化程度高，操作方便，工作安全可靠。操作方便，工作安全可靠。自吸桶的用途及特點(diǎn)自吸桶的用途及特點(diǎn) 水泵第一次啟動(dòng)前，打開通氣閥水泵第一次啟動(dòng)前，打開通氣閥d d，打開補(bǔ)水閥，打開補(bǔ)水閥C C，將自，將自吸桶自進(jìn)水管吸桶自進(jìn)水管a a頂部一下部分灌滿水。水泵啟動(dòng)時(shí)，自吸桶頂部一下部分灌滿水。水泵啟動(dòng)時(shí)，自吸桶水位不斷下降，桶內(nèi)空間不斷增大，并產(chǎn)生負(fù)壓，當(dāng)桶內(nèi)產(chǎn)水位不斷下降，桶內(nèi)空間不斷增大，并產(chǎn)生負(fù)壓，當(dāng)桶內(nèi)產(chǎn)生的負(fù)壓足以克服水管頂和水池水面高差、進(jìn)水管阻力及水生的負(fù)壓足以克服水管頂和水池水面高差、進(jìn)水管阻力及水流動(dòng)能時(shí)，則可將水池的水提升到吸水桶并最終使自吸桶進(jìn)流動(dòng)

4、能時(shí)，則可將水池的水提升到吸水桶并最終使自吸桶進(jìn)出水量達(dá)到平衡。出水量達(dá)到平衡。自吸桶的工作原理自吸桶的工作原理第二章第二章 自吸桶的設(shè)計(jì)計(jì)算自吸桶的設(shè)計(jì)計(jì)算l 水泵流量水泵流量Q,mQ,m3 3/h/hl 水泵在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、水溫水泵在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、水溫2020）的最大允許吸上真空高度的最大允許吸上真空高度Hs,mHs,ml 當(dāng)?shù)卮髿鈮寒?dāng)?shù)卮髿鈮篐 HA A，kPakPal 實(shí)際水溫實(shí)際水溫t t，計(jì)算條件計(jì)算條件接管接管a a：進(jìn)水管，可按管內(nèi)流速：進(jìn)水管，可按管內(nèi)流速V V1 1=0.61.2m/s,=0.61.2m/s,計(jì)算得直徑計(jì)算得直徑DNDN1 1接管

5、接管b b：出水管，接水泵進(jìn)水口。出水管管徑可同水泵口徑，但水：出水管，接水泵進(jìn)水口。出水管管徑可同水泵口徑，但水泵進(jìn)水口口徑通常偏小，因而一般按管內(nèi)流速泵進(jìn)水口口徑通常偏小，因而一般按管內(nèi)流速V V2 2=0.81.5m/s=0.81.5m/s計(jì)計(jì)算出水管管徑算出水管管徑DNDN2 2。接管接管c c：吸水罐補(bǔ)水口，口徑?。何扪a(bǔ)水口，口徑取2550mm2550mmHgHg：吸水罐出水口與地下水池液面的高差，：吸水罐出水口與地下水池液面的高差， Hg Hgmaxmax為水泵的安裝為水泵的安裝高度。高度。h h：進(jìn)水管出水口和出水口（水泵吸水口）的高差，決定吸水罐：進(jìn)水管出水口和出水口（水泵

6、吸水口）的高差，決定吸水罐的存水量的存水量h h1 1：水泵啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)吸水罐水位與水泵吸入口的高差，最水泵啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)吸水罐水位與水泵吸入口的高差，最小高差小高差h h1min1min 可使吸水罐產(chǎn)生最大負(fù)壓，以便在極限高差可使吸水罐產(chǎn)生最大負(fù)壓，以便在極限高差HgHgmaxmax 情情況下水泵的正常工作?？扇r下水泵的正常工作?？扇?h h1min1min=DN=DN2 2/2+0.2/2+0.2。而一定的。而一定的HgHg與一定與一定的吸水罐水位的吸水罐水位h h1 1是對(duì)應(yīng)的。是對(duì)應(yīng)的。允許吸上真空高度：允許吸上真空高度： 水泵不發(fā)生汽蝕，其入口處允許的最低絕對(duì)壓力，以液柱水泵

7、不發(fā)生汽蝕，其入口處允許的最低絕對(duì)壓力，以液柱高度表示高度表示HsHs，稱為泵的允許吸上真空高度。，稱為泵的允許吸上真空高度。當(dāng)水泵不在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（一個(gè)大氣壓、當(dāng)水泵不在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（一個(gè)大氣壓、20）下運(yùn)行時(shí)，水泵的實(shí)）下運(yùn)行時(shí)，水泵的實(shí)際允許吸上真空高度際允許吸上真空高度Hs應(yīng)根據(jù)應(yīng)根據(jù)Hs進(jìn)行修正。進(jìn)行修正。Hs= Hs-Hs= Hs-（10.33-H10.33-HA A）- -（H Ht t-0.24-0.24）=Hs+H=Hs+HA A-H-Ht t-10.09-10.0910.3310.33標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，換算為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，換算為mHmH2 2O O柱的值柱的值H Ht t實(shí)際水溫實(shí)際水溫t

8、 t下的汽化壓力，下的汽化壓力，kPakPa，計(jì)算中換算為為，計(jì)算中換算為為mHmH2 2O O柱柱 吸水罐的最大負(fù)壓應(yīng)保證水泵不發(fā)生汽蝕。吸水罐的水面吸水罐的最大負(fù)壓應(yīng)保證水泵不發(fā)生汽蝕。吸水罐的水面和水泵吸入口的能量方程為：和水泵吸入口的能量方程為： H Hmaxmax+v+v2 2/g+h/g+h1min1min=H=H入入minmin+v+v2 2入入/g+h/g+h2 2 H Hmaxmax吸水罐的最大負(fù)壓（最小壓力）吸水罐的最大負(fù)壓（最小壓力） H H入入minmin水泵吸入口的最小壓力水泵吸入口的最小壓力 v v吸水罐內(nèi)存水截面流速，數(shù)值很小，可忽略不計(jì)吸水罐內(nèi)存水截面流速，數(shù)值

9、很小，可忽略不計(jì) v v入入水泵吸入口流速水泵吸入口流速 h h2 2水泵吸入管的水頭損失水泵吸入管的水頭損失 則則 H Hmaxmax=H=H入入min min +v+v2 2入入/g-h/g-h1min1min+h+h2 2 1 1 吸水罐最大負(fù)壓時(shí)其進(jìn)水管出口斷面和水池液面的能量方程為：吸水罐最大負(fù)壓時(shí)其進(jìn)水管出口斷面和水池液面的能量方程為： H HA A+v+v2 20 0/g=(Hg/g=(Hgmax max +h)+ H+h)+ Hmaxmax+v+v2 21 1/g+h/g+h1 1 v v吸水罐內(nèi)存水截面流速，數(shù)值很小，可忽略不計(jì)吸水罐內(nèi)存水截面流速，數(shù)值很小，可忽略不計(jì)v v

10、1 1吸水罐進(jìn)水管流速吸水罐進(jìn)水管流速h h1 1吸水罐進(jìn)水管的水頭損失吸水罐進(jìn)水管的水頭損失 則則 H Hmaxmax =H=HA A-(Hg-(Hgmax max +h )-v+h )-v2 21 1/g-h/g-h1 122由式由式1 1、2 2整理得：整理得：H HA A - H - H入入minmin=(Hg=(Hgmax max +h)+v+h)+v2 21 1/g+v/g+v2 2入入/g-h/g-h1min1min+ h+ h1 1 + h+ h2 2 = Hs= Hs33 吸水罐所產(chǎn)生的最大負(fù)壓應(yīng)能保證水池設(shè)計(jì)最低水位的水吸入罐；吸水罐所產(chǎn)生的最大負(fù)壓應(yīng)能保證水池設(shè)計(jì)最低水位

11、的水吸入罐；A A、水泵啟動(dòng)前吸水罐的空氣體積、水泵啟動(dòng)前吸水罐的空氣體積V V0 0= V= V罐頭罐頭 + V+ V管管 =（2DN2DN1 1）2 2/4 /4 1.25DN1.25DN1 1 + +（ Hg Hgmax max +h +h ） DNDN1 12 2/4/4 =5DN =5DN1 13 3/4+ /4+ （ Hg Hgmax max +h +h ） DN DN1 12 2/4/4 理想氣體狀態(tài)方程：理想氣體狀態(tài)方程：PV=nRT在等溫狀態(tài)下，由理想氣體狀態(tài)方程可知壓強(qiáng)在等溫狀態(tài)下，由理想氣體狀態(tài)方程可知壓強(qiáng)P與體積與體積V成反比。即成反比。即 H HA A V V0 0=

12、 H= Hmaxmax V Vmaxmax V Vmax max = = H HA A V V0 0 / / H Hmaxmax B B、吸水罐最大負(fù)壓時(shí)空氣體積、吸水罐最大負(fù)壓時(shí)空氣體積 V Vmaxmax= V= V罐頭罐頭 + V+ V負(fù)壓負(fù)壓 = = 5DN5DN1 13 3/4 +/4 +（2 2-DN-DN1 12 2）(h-h(h-h1min1min)/4)/4 h= h=（4 4 Vmax-5DNVmax-5DN1 13 3）/ （2 2-DN-DN1 12 2）+ h+ h1min1minA A、水泵參數(shù)：、水泵參數(shù)：Q=50mQ=50m3 3/h/h、 Hs=6m Hs=6

13、m、D D入入=80mm=80mmB B、夏季時(shí)當(dāng)?shù)卮髿鈮海?、夏季時(shí)當(dāng)?shù)卮髿鈮海篐 HA A=997.2kPa=997.2kPa=10.17mH=10.17mH2 2O O水溫：水溫：t=20t=20可求水泵的實(shí)際最大允許吸上高度：可求水泵的實(shí)際最大允許吸上高度： Hs=6+10.17-10.33=5.84 Hs=6+10.17-10.33=5.84 第三章第三章 設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例計(jì)算可得：計(jì)算可得：DNDN1 1=125mm=125mm， V V1 1=1.132m/s=1.132m/sDNDN2 2=125mm, V=125mm, V2 2=1.132m/s=1.132m/sV V

14、入入=2.763m/s=2.763m/s由公式由公式3 3可得（可得（h h1 1、h h2 2數(shù)值較小，可忽略不計(jì)）數(shù)值較小，可忽略不計(jì)）HgHgmax max +h=5.65m+h=5.65m由公式由公式2 2可得吸水罐的最大負(fù)壓為：可得吸水罐的最大負(fù)壓為： H Hmaxmax =4.456mH=4.456mH2 2O O吸水罐尺寸吸水罐尺寸，h h的計(jì)算：的計(jì)算：V V0 0= 5DN= 5DN1 13 3/4+ /4+ （ Hg Hgmax max +h +h ） DN DN1 12 2/4/4 =5/4 =5/4 0.1250.1253 3+/4 +/4 0.1250.1252 2

15、5.655.65 =0.07701m =0.07701m3 3 V Vmaxmax= = H HA A V V0 0 / / H Hmax max =10.17/4.456 =10.17/4.456 0.077010.07701 =0.17575m =0.17575m3 3則則 h=h=（4 4 Vmax-5DN13Vmax-5DN13）/ （2 2-DN-DN1 12 2）+h+h1min1min = =（ 4 4 0.07701-50.1250.07701-50.1253 3）/ （2 2-0.125-0.1252 2）+ h+ h1min1min =0.214/ (=0.214/ (2

16、2-0.0156)+0.263-0.0156)+0.263 分別取分別取=0.5=0.5，0.60.6，0.70.7則對(duì)應(yīng)的則對(duì)應(yīng)的h=1.176,0.884,0.714h=1.176,0.884,0.714實(shí)際可取實(shí)際可取=0.6=0.6，h=0.9h=0.9由由HgHgmax max +h=5.65m+h=5.65m可得：可得： Hg Hgmaxmax=4.75=4.75考慮到考慮到h h1 1，h h2 2的影響，并留有余地，可取的影響，并留有余地，可取HgHgmaxmax=4m=4m 真空引水罐使用于無自吸功能的下吸式（水低泵高）水真空引水罐使用于無自吸功能的下吸式（水低泵高）水泵，泵，PG系列真空引水罐結(jié)構(gòu)獨(dú)特，真空度高，從而保證了系列真空引水罐結(jié)構(gòu)獨(dú)特，真空度高，從而保證了水泵較高的工作效率，是代替真空引水泵的最佳選擇。水泵較高的工作效率，是代替真空引水泵的最佳選擇。真空引水罐的容積可按下列簡化公式計(jì)算真空引水罐的容積可按下列簡化公式計(jì)算: :（L+HL+H）S=0.14VS=7(L+H) V=7(L+H) S S式中：式中：L-L