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真空设备/泵 |
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水泵气蚀余量 |
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newmaker |
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离心泵的吸水性能通常使用允许吸上真空高度Hs来衡量的。Hs值越大，说明水泵的吸水性能越好，或者说，抗气蚀性能越好。但是，对有些轴流泵、热水锅炉给水泵等，其安装高度通常是负值，叶轮常需安在最低水面以下，对于这类泵采用“气蚀余量”这个名称来衡量它们的吸水性能。
由公式（4-48）可得
当气蚀时，可写成  (4-52)
或  (4-53)
式中： 为总气蚀余量。也即水泵进口处单位重量的水所具有超过汽化压力的余裕能量再加上 。其大小通常换算到泵轴的基准面上（按泵的结构形式来确定基准面，见图4-11所示）；
ha=Pa/γ为吸水井表面的大气压力(mH2O)；
hva=Pva/γ为该水温下的汽化压力(mH2O)；
∑hs为吸水管道德水头损失之和(mH2O)；
Hss为水泵吸水地形高度，即安装高度（m）。
水泵的安装高度Hss是吸水井水面的测压管高度与泵轴的高差。当水面的测压高度低于泵轴时，水泵为抽吸式工作情况，|Hss|值前取“－”号；当水面的测压管高度高于泵轴时，水泵为自灌式工作情况，|Hss|值前取“＋”号。
式(4-61)的图形形式如图4-12所示。水泵厂样本图中提供的气蚀余量(NPSH)由△h和避免气蚀的余裕量(0.3mH2O左右)两部分所组成。△h值与叶轮进口的流速水头值、叶片入口摩擦损失、叶轮进口冲击损失及进口附近叶片背(水)面的压头差等有关。也就是说，与叶片进口形状，进水道的构造等有关。通常是用试验来测定的。试验是按临界状态下，该水温的汽化压力余裕能量再加上0.3mH2O来考虑的(所谓临界状态是指水泵由于气蚀而不能正常工作的分界点)。所以，样本中所提供的气蚀余量是“必要的气蚀余量”。按式(4-61)左测算出的，是该水泵装置实际的气蚀余量，该值是水泵安装处的外部条件所决定的，是表示水达到汽化压力值尚有余裕的能量。为安全考虑，在工程上，水泵实际使用时的气蚀余量(实际 NPSH)应该比水泵厂要求的气蚀余量(必要 NPSH)大0.4~0.6mH2O。
图4-12中，若为该泵的正常工况下的出水量，则运转工程中流量大于时，该泵避免产生气蚀的余裕能量就越来越小。在泵站设计中，应充分估计到类似情况，以保证在实际运行中可能出现大流量的情况下不产生气蚀现象。由上述可知：水泵厂样本中要求的气蚀余量越小，表示该水泵吸水性能越好。
式(4-62)还可以用另一形式来表示(以吸水井水位低于泵轴时为例)：
故
式(4-53)反映了气蚀余量与吸上真空高度之间的关系。工程中防止气蚀的根本方法是在使用中，使实际的NPSH小于必要的NPSH。这里，减小水泵必要的NPSH是水泵设计和制作方面的问题。对使用者来讲，应在水泵装置的合理布置方面多加些考虑。
综上所述，叶片式水泵的吸水过程是建立在水泵吸入口能够形成必要的真空值的基础上。此真空值是个需要严格控制的条件值，在实际使用中，水泵真空值太小，抽不上水；真空值太大，会产生气蚀现象。因此，水泵装置正确的吸水条件，是以运行中不产生气蚀现象为前提的。使用中应以水泵样本中给定的允许吸上真空高度Hs，或者以水泵样本中给定的必要的气蚀原理△hsv作为限度值来考虑问题。(end)
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(投稿)
(3/22/2013) |
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