一、液体物理性质对特性曲线的影响
生产厂所提供的特性曲线是以清水作为工作介质测定的,当输送其他液体时,要考虑液体密度和黏度的影响:
(1)液体的密度:离心泵的压头和流量均与液体的密度无关,有效功率和轴功率随密度的增加而增加,这是因为离心力及其所做的功与密度成正比,但效率又与密度无关。
(2)液体的黏度:黏度增加,泵的流量、压头、效率都下降,但轴功率上升。所以,当被输送流体的黏度有较大变化时,泵的特性曲线也要发生变化。
二、离心泵的转速对特性曲线的影响
当液体黏度不大,泵效率不变,离心泵的转速发生变化时,其流量、压头和轴功率都要发生变化:
上面的一组公式(3-3)称为比例定律。当转速变化小于20%时,可认为效率不变,用式(3-3)进行计算误差不大。
若在转速为n1的特性曲线上多选几个点,利用比例定律算出转速为n2时相应的数据,并将结果标绘在坐标纸上,就可以得到转速为n2时的特性曲线。
三、叶轮直径对特性曲线的影响
叶轮尺寸对离心泵的性能也有影响。当泵的转速一定时,其扬程、流量与叶轮直径有关,式(3-4)为切割定律:
四、离心泵的选用、安装高度对使用性能的影响
(一)离心泵的选用
(1)根据被输送液体的性质确定泵的类型。
(2)确定输送系统的流量和所需压头。流量由生产任务来定,所需压头由管路的特性方程来定。
(3)根据所需流量和压头确定泵的型号:
①查性能表或特性曲线,要求流量和压头与管路所需相适应。
②若生产中流量有变动,以最大流量为准来查找,H也应以最大流量对应值查找。
③若H和Q与所需要不符,则应在邻近型号中找H和Q都稍大一点的。(www.xing528.com)
④若几个型号都满足,应选一个在操作条件下效率最好的。
⑤为保险,所选泵可以稍大;但若太大,工作点离最高效率点太远,则能量利用程度低。
⑥若被输送液体的性质与标准流体相差较大,则应对所选泵的特性曲线和参数进行校正,看是否能满足要求。
(二)离心泵的安装高度
离心泵的安装高度(图3-25)是指泵入口中心与吸入贮槽液面间的垂直距离,即吸上高度。当贮槽液面上的压强一定时,吸上高度越高,则泵入口压强越小,至输送温度下液体的饱和蒸汽压时,在泵进口处,液体就会沸腾,大量汽化,产生的大量汽泡随液体进入高压区时,又被周围的液体压粹,而重新凝结为液体。在汽泡凝结时,气泡处形成真空,周围的液体以极大的速度冲向汽泡中心。这种极大的冲击力可使叶轮和泵壳表面的金属脱落,形成斑点、小裂缝,称为汽蚀。
图3-25 离心泵安装高度
工程上从根本上避免气蚀现象的方法是限制泵的安装高度。避免离心泵气蚀现象发生的最大安装高度,称为离心泵的允许安装高度,也叫允许吸上高度,是指泵的吸入口与贮槽液面间可允许达到的最大垂直距离,以符号Hg表示。假定泵在可允许的最高位置上操作,以液面为基准面,列贮槽液面与泵的吸入口两截面间的伯努利方程式:
式中 Hg——允许安装高度,m
p0——吸入液面压力,Pa
p1——吸入口允许的最低压力,Pa
u1——吸入口处的流速,m/s
ρ——被输送液体的密度,kg/m3
∑Hf,0-1——流体流经吸入管的阻力,m
工业生产中,离心泵的允许安装高度常用允许气蚀余量来表示。允许气蚀余量是指离心泵在保证不发生气蚀的前提下,泵吸入口处动压头与静压头之和比被输送液体的饱和蒸汽pv压头高出的最小值,用Δh表示,即
最大安装高度
Δh随流量增大而增大,因此,在确定允许安装高度时应取最大流量下的Δh。
当允许安装高度为负值时,离心泵的吸入口低于贮槽液面。同时为安全起见,泵的实际安装高度通常能比允许安装高度低(0.5~1)m,以免出现气蚀和吸不上液体的现象。同时在管路布置时应尽可能减小吸入管路的流动阻力。
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