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耐腐蚀泵的汽蚀计算,耐腐蚀泵的选型参考

作者:离心泵小编    来源:皖南泵业    发布时间:2020-04-21 20:30    浏览量:

  随着国内经济展迅猛发,化工产品需求旺盛,各大化工企业都纷纷提高产能。小编近几年遇到多起化工生产线产能改造造成化工泵性能不匹配,产生汽蚀的问题,为此将离心泵汽蚀计算的相关知识进行了整理,供现场操作参考。同时从现场管路和泵本体设计两方面讨论了减小汽蚀对化工离心泵影响的一些方法。其中泵本体方面的因素可以供现场选型以及现场与泵厂沟通非标设计时参考。

  一、耐腐蚀泵的汽蚀计算

  泵在工作时液体在叶轮的进口处因一定真空压力下会产生汽体,汽化的气泡在液体质点的撞击运动下,对叶轮等金属表面产生剥蚀,从而破坏叶轮等金属,此时真空压力叫汽化压力,汽蚀余量是指在泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量,单位用米标注,用(NPSH)r。吸程即为必需汽蚀余量Δh:即泵允许吸液体的真空度,亦即泵允许的安装高度,单位用米。吸程=标准大气压(10.33米)-汽蚀余量-安全量(0.5米) 标准大气压能压管路真空高度10.33米。那么现场如何计算化工泵的吸程以确定安装高度呢?

  例如:某泵气蚀余量为4.0米,求理论最大吸程Δh

  解:Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米

  各自计量单位及表示字母?

  汽蚀余量指泵入口处液体所具有的总水头与液体汽化时的压力头之差,单位用米(水柱)标注,用(NPSH)表示,具体分为如下几类:

  NPSHa——装置汽蚀余量又叫有效汽蚀余量,越大越不易汽蚀;

  NPSHr——泵汽蚀余量,又叫必需的汽蚀余量或泵进口动压降,越小抗汽蚀性能越好;

  NPSHc——临界汽蚀余量,是指对应泵性能下降一定值的汽蚀余量;

  [NPSH]——许用汽蚀余量,是确定泵使用条件用的汽蚀余量,通常取 [NPSH]=(1.1~1.5)NPSHc。

  在化工泵选型时候,还需要了解必需汽蚀余量和有效汽蚀余量有何区别,根据现场工程设计参数对比泵设计参数进行选型。

  汽蚀余量分有效气蚀余量NPSHa和必须气蚀余量NPSHr。泵的必须汽蚀余量是泵的特性,由设计决定,泵的有效汽蚀余量由工艺管路决定。

  对于给定泵,在给定转速和流量下必需具有的汽蚀余量称为必需汽蚀余量,常用NPSHr表示。又称为泵的汽蚀余量,是规定泵要达到的汽蚀性能参数。

  NPSHr和泵的内部流动有关,是由泵本身头定的,其物理意义是表示液体在泵进口部分压力下降的程度,也就是为了保征泵不发生汽蚀,要求在泵进口处单位重量液体具有超过汽化压力水头的富余能量。

  必须汽蚀余量与装置参数无关,只与泵进口部分的运动参数(vo、wo、wk等)有关,这些运动参数在一定转速和流量下是由几何参数决定的。这就是说NPSHr是由泵本身(吸水室和叶轮进口部分的几何参数)决定的。

  对于既定的泵,不论何种介质(黏性大介质因影响速度分布除外),在一定转速和流量下流经泵进口,因速度大小相同故有相同的压力降,即NPSHr相同。所以NPSHr与液体的性质无关(不考虑热力学因素)。

  NPSHr越小,表示压力降小,要求装置必须提供的NPSHa小,因而泵的抗汽蚀性能越好。因此:r代表required必需的,由泵本体决定,具体与转速,叶轮形式等有关;

  有效汽蚀余量是指由泵安装条件所确定的汽蚀余量,常用NPSHa表示。又称为装置汽蚀余量,是由吸入装置提供的在泵进口处单位重量液体具有的超过汽化压力水头的富余能量。

  NPSHa越大,泵越不容易发生汽蚀。有效汽蚀余量的大小与装置参数及液体性质(p、pv等)有关。因为吸入装置的水力损失和流量的平方成正比,所以NPSHa随流量的增加而减小。

  因此: A代表available有效的,可以提供的,这个由系统和管路决定,必须经过严格计算;

  要保证泵不气蚀,NPSHa必须大于NPSHr。具体大多少,各种不同形式的泵都有经验值, 一般把泵的必须汽蚀余量增加0.5-1m的富余能头作为允许汽蚀余量。

耐腐蚀泵

  二、提高抗气蚀措施

  1、提高进液装置有效气蚀余量的措施

  增加泵前贮液罐中液面的压力,以提高有效气蚀余量。减小吸上装置泵的安装高度。

  将上吸装置改为倒灌装置。

  减小泵前管路上的流动损失。如在要求范围尽量缩短管路,减小管路中的流速,减少弯管和阀门,尽量加大阀门开度等。

  降低泵入口工质介质温度(当输送工质接近饱和温度时)。

  2、提高离心泵本身抗气蚀性能的措施

  改进泵的吸入口至叶轮附近的结构设计。增大过流面积;增大叶轮盖板进口段的曲率半径,减小液流急剧加速与降压;适当减少叶片进口的厚度,并将叶片进口修圆,使其接近流线型,也可以减少绕流叶片头部的加速与降压;提高叶轮和叶片进口部分表面光洁度以减小阻力损失;将叶片进口边向叶轮进口延伸,使液流提前接受作功,提高压力。

  采用前置诱导轮,使液流在前置诱导轮中提前作功,以提高液流压力。

  采用双吸叶轮,让液流从叶轮两侧同时进入叶轮,则进口截面增加一倍,进口流速可减少一倍。

  设计工况采用稍大的正冲角,以增大叶片进口角,减小叶片进口处的弯曲,减小叶片阻塞,以增大进口面积;改善大流量下的工作条件,以减少流动损失。但正冲角不宜过大,否则影响效率。

  采用抗气蚀的材料。实践表明,材料的强度、硬度、韧性越高,化学稳定性越好,抗气蚀的性能越强。

  以上措施可根据泵的选型、选材和泵的使用现场等条件,进行综合分析,适当加以应用。

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