水泵與水泵站2.11吸水性能汽蝕與安裝高度

1、第二章第二章 葉片式水泵葉片式水泵n2.1 2.1 離心泵的工作原理與基本構(gòu)造離心泵的工作原理與基本構(gòu)造n2.2 2.2 離心泵的主要零件離心泵的主要零件n2.3 2.3 葉片泵的基本性能參數(shù)葉片泵的基本性能參數(shù)n2.4 2.4 離心泵的基本方程式離心泵的基本方程式n2.5 2.5 離心泵裝置的總揚(yáng)程離心泵裝置的總揚(yáng)程 n2.6 2.6 離心泵的特性曲線離心泵的特性曲線n2.7 2.7 離心泵裝置定速運(yùn)行工況離心泵裝置定速運(yùn)行工況n2.8 2.8 離心泵裝置調(diào)速運(yùn)行工況離心泵裝置調(diào)速運(yùn)行工況n2.9 2.9 離心泵裝置換輪運(yùn)行工況離心泵裝置換輪運(yùn)行工況n2.10 2.10 離心泵并聯(lián)及串聯(lián)運(yùn)行

2、工況離心泵并聯(lián)及串聯(lián)運(yùn)行工況n2.11 2.11 離心泵吸水性能離心泵吸水性能n2.12 2.12 離心泵機(jī)組的使用及維護(hù)離心泵機(jī)組的使用及維護(hù)n2.13 2.13 軸流泵及混流泵軸流泵及混流泵n5.4 5.4 給水排水工程中常用的葉片泵給水排水工程中常用的葉片泵2.11 2.11 離心泵吸水性能離心泵吸水性能n2.11.1 2.11.1 吸水管中壓力的變化及計(jì)算吸水管中壓力的變化及計(jì)算gWgvChgvHppssska22)2(20212021 吸水池水面上的壓頭吸水池水面上的壓頭 和泵殼內(nèi)最低壓頭和泵殼內(nèi)最低壓頭 之差用之差用來支付：來支付：(1)(1)把液體提升把液體提升H Hssss高度

3、高度(2)(2)克服吸水管中水頭損失克服吸水管中水頭損失 ；(3) (3) 流速水頭流速水頭(4)(4)產(chǎn)生流速水頭差值產(chǎn)生流速水頭差值(5)(5)供應(yīng)葉片背面足點(diǎn)壓力下降值供應(yīng)葉片背面足點(diǎn)壓力下降值 。apkpshgW220gv221gvC22120 表示吸水井中能量余裕值表示吸水井中能量余裕值; ; 是泵殼進(jìn)口外部的壓力下降值是泵殼進(jìn)口外部的壓力下降值 ; ;( )( )反映了泵殼進(jìn)口內(nèi)部的壓力下降值，此值中反映了泵殼進(jìn)口內(nèi)部的壓力下降值，此值中 是葉輪進(jìn)口和進(jìn)口附近葉片背面是葉輪進(jìn)口和進(jìn)口附近葉片背面( (背水面背水面) )的壓頭差，的壓頭差， 通通常不小于常不小于3m,3m,由水泵的構(gòu)

4、造和工況而定的。由水泵的構(gòu)造和工況而定的。gWgvChgvHppssska22)2(20212021kapp)2(21ssshgvHgWgvC22202120gW220n2.11.2 2.11.2 氣穴和氣蝕氣穴和氣蝕 1 1、氣穴現(xiàn)象：當(dāng)葉輪進(jìn)口低壓區(qū)的壓力、氣穴現(xiàn)象：當(dāng)葉輪進(jìn)口低壓區(qū)的壓力P Pk kPPvava 時(shí)，水時(shí)，水就大量汽化，同時(shí)，原先溶解在水里的氣體也自動(dòng)逸出，就大量汽化，同時(shí)，原先溶解在水里的氣體也自動(dòng)逸出，出現(xiàn)出現(xiàn)“冷沸冷沸”現(xiàn)象，形成的汽泡中充滿蒸汽和逸出的氣現(xiàn)象，形成的汽泡中充滿蒸汽和逸出的氣體。體。汽泡隨水流帶入葉輪中壓力升高的區(qū)域汽泡隨水流帶入葉輪中壓力升高的區(qū)域

5、時(shí)，汽泡突時(shí)，汽泡突然被四周水壓壓破，水流因慣性以高速?zèng)_向汽泡中心，然被四周水壓壓破，水流因慣性以高速?zèng)_向汽泡中心，在汽泡閉合區(qū)內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的局部水錘現(xiàn)象，其瞬間的局在汽泡閉合區(qū)內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的局部水錘現(xiàn)象，其瞬間的局部壓力，可以達(dá)到幾十兆帕。此時(shí)，可以聽到汽泡沖破部壓力，可以達(dá)到幾十兆帕。此時(shí)，可以聽到汽泡沖破時(shí)炸裂的噪音，這種現(xiàn)象稱為氣穴現(xiàn)象。時(shí)炸裂的噪音，這種現(xiàn)象稱為氣穴現(xiàn)象。 2 2、氣蝕、氣蝕 (1)(1)氣蝕現(xiàn)象：一般氣穴區(qū)域發(fā)生在葉片進(jìn)口的壁面，金氣蝕現(xiàn)象：一般氣穴區(qū)域發(fā)生在葉片進(jìn)口的壁面，金屬表面承受著局部水錘作用，經(jīng)過一段時(shí)期后，金屬就屬表面承受著局部水錘作用，經(jīng)過一段時(shí)期后，金屬

6、就產(chǎn)生疲勞，金屬表面開始呈蜂窩狀，隨之，應(yīng)力更加集產(chǎn)生疲勞，金屬表面開始呈蜂窩狀，隨之，應(yīng)力更加集中，葉片出現(xiàn)裂縫和剝落。在這同時(shí)，由于水和蜂窩表中，葉片出現(xiàn)裂縫和剝落。在這同時(shí)，由于水和蜂窩表面間歇接觸之下，蜂窩的側(cè)壁與底之間產(chǎn)生電位差，引面間歇接觸之下，蜂窩的側(cè)壁與底之間產(chǎn)生電位差，引起電化腐蝕，使裂縫加寬，最后，幾條裂縫互相貫穿，起電化腐蝕，使裂縫加寬，最后，幾條裂縫互相貫穿，達(dá)到完全蝕壞的程度。水泵葉輪進(jìn)口端產(chǎn)生的這種效應(yīng)達(dá)到完全蝕壞的程度。水泵葉輪進(jìn)口端產(chǎn)生的這種效應(yīng)稱為稱為“氣蝕氣蝕”。 (2) (2)氣蝕兩個(gè)階段：氣蝕兩個(gè)階段： 氣蝕第一階段，表現(xiàn)在水泵外部的是輕微噪音、振氣蝕第

7、一階段，表現(xiàn)在水泵外部的是輕微噪音、振動(dòng)和水泵揚(yáng)程、功率開始有些下降。動(dòng)和水泵揚(yáng)程、功率開始有些下降。 氣蝕第二階段，氣穴區(qū)就會(huì)突然擴(kuò)大，這時(shí)，水泵氣蝕第二階段，氣穴區(qū)就會(huì)突然擴(kuò)大，這時(shí)，水泵的的H H、N N、就將到達(dá)臨界值而急劇下降，最后終于就將到達(dá)臨界值而急劇下降，最后終于停止出水。停止出水。(3)(3)氣蝕的危害氣蝕的危害 水泵性能惡化甚至停止出水；水泵性能惡化甚至停止出水； 水泵過流部件發(fā)生破壞；水泵過流部件發(fā)生破壞； 產(chǎn)生噪音和振動(dòng)；產(chǎn)生噪音和振動(dòng)； (4)4)氣蝕影響對(duì)不同類型的水泵不同氣蝕影響對(duì)不同類型的水泵不同n ns s較高較高n ns s較低較低n2.11.3 2.11.

8、3 水泵最大安裝高度水泵最大安裝高度 1 1、水泵最大安裝高度、水泵最大安裝高度svsshgvHH221 2 2、允許吸上真空高度允許吸上真空高度H Hs s (1) (1)水泵銘牌或樣本中，對(duì)于各種水泵都給定了一個(gè)允許水泵銘牌或樣本中，對(duì)于各種水泵都給定了一個(gè)允許吸上真空高度吸上真空高度H Hs s，此，此H Hs s即為即為H Hv v的最大極限值。在實(shí)用中，水的最大極限值。在實(shí)用中，水泵的泵的HvHv超過樣本規(guī)定的超過樣本規(guī)定的HsHs值時(shí)，就意味著水泵將會(huì)遭受氣值時(shí)，就意味著水泵將會(huì)遭受氣蝕。蝕。 水泵廠一般在樣本中，用水泵廠一般在樣本中，用Q-HQ-Hs s曲線來表示該水泵的吸水曲線

9、來表示該水泵的吸水性能。此曲線是在大氣壓為性能。此曲線是在大氣壓為l0.33mHl0.33mH2 20 0，水溫為，水溫為2020時(shí)，由時(shí)，由專門的氣蝕試驗(yàn)求得的。它是該水泵吸水性能的一條限度專門的氣蝕試驗(yàn)求得的。它是該水泵吸水性能的一條限度曲線。曲線。 H Hs s與當(dāng)?shù)卮髿鈮号c當(dāng)?shù)卮髿鈮?P(Pa a) )及抽升水的溫度及抽升水的溫度(t)(t)有關(guān)有關(guān): : 當(dāng)?shù)卮髿鈮涸降停玫漠?dāng)?shù)卮髿鈮涸降?，水泵的H Hs s 值就將越小值就將越小 水溫越高，水泵的水溫越高，水泵的H Hs s值也將越小。值也將越小。)24. 0()33.10(vaasshhHH(2)(2)水泵廠所給定的水泵廠所給定

10、的H Hs s值修正：值修正：HHs s修正后采用的允許吸上真空高度修正后采用的允許吸上真空高度(m)(m)H HS S水泵廠給定的允許吸上真空高度水泵廠給定的允許吸上真空高度(m)(m)h ha a安裝地點(diǎn)的大氣壓安裝地點(diǎn)的大氣壓( (即即 )(mH)(mH2 20)0)；h havav實(shí)際水溫下的飽和蒸汽壓力實(shí)際水溫下的飽和蒸汽壓力( (表表28)28)。apn2.11.4 2.11.4 氣蝕余量氣蝕余量(NPSH)(NPSH) 對(duì)軸流泵、熱水鍋爐給水泵等，其安裝高度通常是負(fù)對(duì)軸流泵、熱水鍋爐給水泵等，其安裝高度通常是負(fù)值，葉輪常須安在最低水面下，對(duì)于這類泵常采用值，葉輪常須安在最低水面下

11、，對(duì)于這類泵常采用“氣蝕余量氣蝕余量”這名稱來衡量它們的吸水性能。這名稱來衡量它們的吸水性能。 總氣蝕余量。也即水泵進(jìn)口處單位重量的總氣蝕余量。也即水泵進(jìn)口處單位重量的水，所具有超過汽化壓力的余裕能量再加上水，所具有超過汽化壓力的余裕能量再加上 。其。其大小通常換算到泵軸的基準(zhǔn)面上；大小通常換算到泵軸的基準(zhǔn)面上； h ha a：吸水井表面的大氣壓力：吸水井表面的大氣壓力(mH(mH2 20)0)； h hvava：該水溫下的汽化壓力：該水溫下的汽化壓力(mH(mH2 20)0)； hhs s ：吸水管道的水頭損失之和：吸水管道的水頭損失之和(m)(m)； H Hssss ：水泵吸水地形高度，即

12、安裝高度：水泵吸水地形高度，即安裝高度(m)(m)。sssvaasvHhhHHgWgCHsv222020gv2212 2、（、（NPSHNPSH）r r和（和（NPSHNPSH）a a (1)(1)必要?dú)馕g余量（必要?dú)馕g余量（NPSHNPSH）r r 樣本中所提供的蝕余量：由樣本中所提供的蝕余量：由hh和避免氣蝕的余裕量和避免氣蝕的余裕量(0.3mH(0.3mH2 20 0左右左右) )兩部分所組成。兩部分所組成。(2)(2)裝置氣蝕余量（裝置氣蝕余量（NPSHNPSH）a a 由氣蝕余量公式計(jì)算出的是該水泵裝置的實(shí)際的氣蝕由氣蝕余量公式計(jì)算出的是該水泵裝置的實(shí)際的氣蝕余量余量。 在工程中（在

13、工程中（NPSHNPSH）a a = =（NPSHNPSH）r r+(0.4+(0.40.6mH0.6mH2 20)0)吸入式工作的水泵氣蝕余量圖吸入式工作的水泵氣蝕余量圖Hsgv221n2.11.5 2.11.5 水泵的吸水性能水泵的吸水性能 (1)(1)允許吸上真空高度允許吸上真空高度H Hs s： 離心泵的吸水性能通常是用允許吸上真空高度離心泵的吸水性能通常是用允許吸上真空高度H Hs s來來衡量的。衡量的。 H Hs s值越大，說明水泵的吸水性能越好，或者值越大，說明水泵的吸水性能越好，或者說，抗氣蝕性能越好。說，抗氣蝕性能越好。 (2)(2)氣蝕余量（氣蝕余量（NPSHNPSH）r

14、r ： 水泵廠樣本中要求的氣蝕余量越小，表示該水泵的水泵廠樣本中要求的氣蝕余量越小，表示該水泵的吸水性能越好。吸水性能越好。 5.2 5.2 離心泵機(jī)組的使用、維護(hù)及離心泵機(jī)組的使用、維護(hù)及更新改造更新改造n5.2.1 5.2.1 啟動(dòng)前的準(zhǔn)備工作啟動(dòng)前的準(zhǔn)備工作(1)(1)檢查：螺栓、軸承、出水閥、壓力表及真空表，供配檢查：螺栓、軸承、出水閥、壓力表及真空表，供配電設(shè)備電設(shè)備(2)(2)盤車：轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)組的聯(lián)軸器，檢查水泵及電動(dòng)機(jī)內(nèi)有無盤車：轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)組的聯(lián)軸器，檢查水泵及電動(dòng)機(jī)內(nèi)有無不正常的現(xiàn)象不正常的現(xiàn)象(3)(3)灌泵：向水泵及吸水管中充水灌泵：向水泵及吸水管中充水(4)(4)閉閘啟動(dòng)：閉閘運(yùn)

15、行時(shí)間一般不應(yīng)超過閉閘啟動(dòng)：閉閘運(yùn)行時(shí)間一般不應(yīng)超過23min23minn5.2.2 5.2.2 運(yùn)行中應(yīng)注意的問題運(yùn)行中應(yīng)注意的問題 (1)(1)檢查各個(gè)儀表工作是否正常、穩(wěn)定。檢查各個(gè)儀表工作是否正常、穩(wěn)定。 (2)(2)檢查流量計(jì)上指示數(shù)是否正常。檢查流量計(jì)上指示數(shù)是否正常。 (3)(3)檢查填料盒處是否發(fā)熱、滴水是否正常。檢查填料盒處是否發(fā)熱、滴水是否正常。 (4)(4)檢查泵與電動(dòng)機(jī)的軸承和機(jī)殼溫升。檢查泵與電動(dòng)機(jī)的軸承和機(jī)殼溫升。 (5)(5)注意油環(huán)，要讓它自由地隨同泵軸作不同步的轉(zhuǎn)動(dòng)。注意油環(huán)，要讓它自由地隨同泵軸作不同步的轉(zhuǎn)動(dòng)。隨時(shí)聽機(jī)組聲響是否正常。隨時(shí)聽機(jī)組聲響是否正常。

16、 (6)(6)定期記錄水泵的流量、揚(yáng)程、電流、電壓、功率因定期記錄水泵的流量、揚(yáng)程、電流、電壓、功率因素等有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)。素等有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)。 (7)(7)水泵的水泵的停車應(yīng)先關(guān)出水閘閥停車應(yīng)先關(guān)出水閘閥，實(shí)行閉閘停車。然后，實(shí)行閉閘停車。然后，關(guān)閉真空及壓力表上閥，把泵和電動(dòng)機(jī)表面的水和油擦關(guān)閉真空及壓力表上閥，把泵和電動(dòng)機(jī)表面的水和油擦凈。凈。n5.2.3 5.2.3 水泵的故障和排除水泵的故障和排除 離心泵常見的故障及其排除見書表離心泵常見的故障及其排除見書表210210。n5.2.4 5.2.4 機(jī)泵的更新改造機(jī)泵的更新改造 (1)(1)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) a.a.負(fù)荷率低于負(fù)荷率低于0.50.

17、5 b. b.電機(jī)絕緣性的低劣電機(jī)絕緣性的低劣 (2)(2)水泵：水泵： a.a.平常平常 b.b.采用調(diào)節(jié)出水閥來控制管網(wǎng)壓力采用調(diào)節(jié)出水閥來控制管網(wǎng)壓力 c.c.流量變化與季節(jié)有明顯關(guān)系流量變化與季節(jié)有明顯關(guān)系 d.d.深井泵深井泵 2.13 2.13 軸流泵及混流泵軸流泵及混流泵n2.13.1 2.13.1 軸流泵的基本構(gòu)造軸流泵的基本構(gòu)造(1)(1)吸入管；吸入管；(2)(2)葉片；葉片；(3)(3)葉輪；葉輪；(4)(4)導(dǎo)葉導(dǎo)葉(5)(5)軸；軸；(6)(6)機(jī)殼；機(jī)殼；(7)(7)出水彎管出水彎管軸流泵軸流泵(1)(1)吸入管：一般采用符合流線型喇叭管或做成流道形式。吸入管：一般

18、采用符合流線型喇叭管或做成流道形式。(2)(2)葉輪：固定式、半調(diào)式和全調(diào)式葉輪：固定式、半調(diào)式和全調(diào)式(3)(3)導(dǎo)葉：把葉輪中向上流出的水流旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)檩S向運(yùn)導(dǎo)葉：把葉輪中向上流出的水流旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)檩S向運(yùn)動(dòng)。動(dòng)。(4)(4)軸和軸承：導(dǎo)軸承、推力軸承軸和軸承：導(dǎo)軸承、推力軸承(5)(5)密封裝置：壓蓋填料型密封裝置：壓蓋填料型1 1葉片葉片 2 2輪轂體輪轂體 3 3角度位置角度位置4 4調(diào)節(jié)螺母調(diào)節(jié)螺母n2.13.2 2.13.2 軸流泵的工作原理軸流泵的工作原理 空氣動(dòng)力學(xué)中機(jī)翼的升力理論空氣動(dòng)力學(xué)中機(jī)翼的升力理論P(yáng)PB BA AP Pn2.13.3 2.13.3 軸流泵的性能特點(diǎn)軸流

19、泵的性能特點(diǎn)(1)(1)揚(yáng)程隨流量的減小而劇烈增大，揚(yáng)程隨流量的減小而劇烈增大，QHQH曲線陡降，并有曲線陡降，并有轉(zhuǎn)折點(diǎn)。轉(zhuǎn)折點(diǎn)。(2)QN(2)QN曲線為陡降曲線，一般稱為曲線為陡降曲線，一般稱為“開閘啟動(dòng)開閘啟動(dòng)” ” 。(3)Q(3)Q曲線呈駝峰形。也即高效率工作的范圍很小。曲線呈駝峰形。也即高效率工作的范圍很小。軸流泵的通用特性曲線軸流泵的通用特性曲線軸流泵特性曲線軸流泵特性曲線 (4) (4)在水泵樣本中，軸流泵的吸水性能，一般是用氣蝕在水泵樣本中，軸流泵的吸水性能，一般是用氣蝕余量余量hhsvsv來表示的。一般軸流泵的氣蝕余量都要求較來表示的。一般軸流泵的氣蝕余量都要求較大。大。

20、n2.13.42.13.4軸流泵的主要應(yīng)用軸流泵的主要應(yīng)用 適于輸送清水或物理、化學(xué)性質(zhì)類似于清水的液體，適于輸送清水或物理、化學(xué)性質(zhì)類似于清水的液體，不同類型的軸流泵對(duì)所輸送液體溫度的要求不同不同類型的軸流泵對(duì)所輸送液體溫度的要求不同( (如如ZLBZLB型要求液體溫度不超過型要求液體溫度不超過50)50)可供電站循環(huán)水、城可供電站循環(huán)水、城市給水、農(nóng)田排灌等之用。市給水、農(nóng)田排灌等之用。n2.13.5 2.13.5 混流泵混流泵 蝸殼式、導(dǎo)葉式蝸殼式、導(dǎo)葉式 5.4 5.4 給水排水工程中常用的葉片泵給水排水工程中常用的葉片泵n5.4.1 IS5.4.1 IS系列單級(jí)單吸式離心泵系列單級(jí)單

21、吸式離心泵 現(xiàn)行水泵行業(yè)首批采用國際標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合設(shè)計(jì)的新系列產(chǎn)品現(xiàn)行水泵行業(yè)首批采用國際標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合設(shè)計(jì)的新系列產(chǎn)品適合輸送清水及物理化學(xué)性質(zhì)相類似的其它液體，主要適合輸送清水及物理化學(xué)性質(zhì)相類似的其它液體，主要用于工業(yè)和城市給水、排水，亦可用于農(nóng)業(yè)排灌，互用于工業(yè)和城市給水、排水，亦可用于農(nóng)業(yè)排灌，互換性強(qiáng)、高效節(jié)能。換性強(qiáng)、高效節(jié)能。 n5.4.2 Sh(SA)5.4.2 Sh(SA)系列單級(jí)雙吸式離心泵系列單級(jí)雙吸式離心泵 這種泵在城鎮(zhèn)給水、工礦企業(yè)的循環(huán)用水、農(nóng)田誹溜、這種泵在城鎮(zhèn)給水、工礦企業(yè)的循環(huán)用水、農(nóng)田誹溜、防洪排澇等方面應(yīng)用十分廣泛，是給水排水工程中最常防洪排澇等方面應(yīng)用十分廣泛，是給水排水工程中最常用的一種水泵。用的一種水泵。 目前，常見的流量為目前，常見的流量為90-20000m90-20000m3 3/h/h，揚(yáng)程為揚(yáng)程為10l00mH10l00mH2 2O O。 按泵軸的安裝位置不同，有臥式和立式兩種。按泵軸的安裝位置不同，有臥式和立式兩種。臥式臥式立式立式n5.4.3 D(DA)5.4.3 D(DA)系列分段多級(jí)式離心泵系列分段多級(jí)式離心泵 這類泵揚(yáng)程在這類泵揚(yáng)程在100-650mH100-650mH2 2O O高范圍內(nèi)，流量在高范圍內(nèi)，流量在55720m720m3 3/h/h范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。D D