? ? ? ? 自平衡多級離心泵安裝位置與高度是一個非常關鍵的問題,泵房內的地坪標高取決于水泵的安裝高度,正確地計算自平衡多級水泵的最大允許安裝高度,使泵站既能安全供水,又能節省土建造價,具有很重要的意義。為了避免汽蝕現象的發生,自平衡多級泵安裝高度的計算需要進行非常仔細的校核。
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? ? ? ? 自平衡多級離心泵安裝位置
? ? ? ? 自平衡多級泵的安裝位置技術關鍵在于如何正確確定水泵安裝高度(即吸程)。對于一般的自平衡多級離心泵來說,這個高度是指液面到水泵葉輪中心線的垂直距離;對于大流量自平衡多級離心泵,這個高度應按葉輪人口邊最高點與液面之間的距離來考慮。它與允吸上真空度不能混為一談,水泵產品說明書或銘牌E標示的允許吸上真空度是指水泵進水口斷面上的真空值,而且是在1標準大氣壓下、水溫20'C、額定工況下經試驗而測定得到的。允許吸上真空度并不考慮吸入管道配套以后的水流狀況。而水泵安裝高度是允許吸上真空度扣除了吸水管道損失揚程以后,所剩下的那部分數值,它要克服實際地形吸水高度。水泵安裝高度不能超過計算值,否則,水泵將會抽不上水來。另外,影響計算值的大小是吸水管道的阻力損失揚程,因此宜采用最短的管路布置,并盡量少裝彎頭等配件,也可考慮適當配大一些口徑的水管,以降低管內流速。
? ? ? ? 應當指出,自平衡多級泵的安裝地點的大氣壓力和水溫不同于試驗條件時,如當地海拔300m以上或被抽水的水溫超過20℃,則計算值要進行修正。即按照不同海拔高程處的大氣壓力和高于2℃水溫時的飽和蒸汽壓力進行計算。但是,水溫為20℃以下時,飽和蒸汽壓力的變化可忽略不計。
? ? ? ? 從管道安裝技術上,吸水管道要求有嚴袼的密封性,不能漏氣、漏水,否則將會破壞水泵進水口處的真空度,使水泵出水量減少,嚴重時甚至抽不上水來。因此,要認真地做好管道的接口工作,保證管道連接的施工質量。
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? ? ? ? 自平衡多級離心泵安裝高度計算公式
水泵進水側裝置示意圖
? ? ? ? 自平衡多級泵的允許幾何安裝高度與多方面條件有關,公式如下:
? ? ? ? [Hg]—泵的允許幾何安裝高度,m;(計算結果供設計時利用,實際安裝高度需低于允許安裝高度)
? ? ? ? pe—吸水水面壓力,Pa;(為吸水水面的大氣壓,海拔越高大氣壓越低)
? ? ? ? pv—飽和蒸汽壓力,Pa;(與水溫有關,水溫越高,飽和蒸汽壓力越高)
? ? ? ? ρ—流體的密度,kg/m3;
? ? ? ? g—重力加速度,9.81m/s2;
? ? ? ? [NPSHr]—水泵的允許汽蝕余量,m;(與水泵性能有關,由水泵廠家提供)
? ? ? ? hw—吸入管路中的水頭損失,m。(與吸水管路設計有關,由設計人員確定)
? ? ? ? 由上式可知:海拔越高、水溫越高、允許汽蝕余量越大、進水管路水頭損失越大,允許幾何安裝高度越小。
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? ? ? ? 如果已知自平衡多級離心泵的允許吸上真空度,計算泵的安裝高度公式計算。允許吸上真空高度Hs是指泵入口處壓力p1可允許達到的真空度。
? ? ? ? 而實際的允許吸上真空高度Hs值并不是根據式計算的值,而是由泵制造廠家實驗測定的值,此值附于泵樣本中供用戶查用。位應注意的是泵樣本中給出的Hs值是用清水為工作介質,操作條件為20℃及及壓力為1.013×105Pa時的值,當操作條件及工作介質不同時,需進行換算。操作條件與試驗條件不同,可按以下公式換算:????
? ? ? ? Hs’=Hs+(Hs--10.33)-(Hv-0.24)(7-1)
? ? ? ? 式中:Hs’一泵現場狀態下的允許吸上真空度,m.
? ? ? ? Hs一標準狀態下(或樣本給出的)的允許吸上真空度,m;
? ? ? ? Ha--泵現場狀態下的大氣壓力,m;
? ? ? ? 10.?33-標準狀態下的大氣壓力,m;
? ? ? ? Hv——液體當時溫度下的汽化壓力,m;
? ? ? ? 0.?24-標準狀態下水的汽化壓力,m。
? ? ? ? 式中:Hg——泵安裝高度,m;
? ? ? ? Hy——液面壓力,m;
? ? ? ? ?Ha——標準大氣壓力,m;
? ? ? ? νs——泵吸人口的平均速度,m/s;
? ? ? ? hw-吸入管水力損失,m。
? ? ? ? 當計算值Hg為負值時,說明泵的吸入口位置應在貯槽液面之下,即倒灌。
? ? ? ? 也可由汽蝕余量計算泵的安裝高度。若已知泵的必需汽蝕余量,那么計算泵的安裝高度就需按下公式進行。
? ? ? ? Hg=( Hy—Hv)-△h—hw
? ? ? ? 式中:Hv——液體飽和蒸氣壓,m;
? ? ? ? △h——必需汽蝕余量,m。
? ? ? ? 當計算之Hg為負值時,說明泵的吸入口位置應在貯槽液面之下,即倒灌。
? ? ? ? (1)輸送清水,但操作條件與實驗條件不同,可依下式換算
? ? ? ? Hs1=Hs+(Ha-10.33)-(Hυ-0.24)
? ? ? ? (2)輸送其它液體當被輸送液體及反派人物條件均與實驗條件不同時,需進行兩步換算:步依上式將由泵樣本中查出的Hs1;第二步依下式將Hs1換算成H?s
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? ? ? ? 自平衡多級離心泵汽蝕余量Δh計算
? ? ? ? 對于自平衡多級離心油泵,計算安裝高度時用汽蝕余量Δh來計算,即泵允許吸液體的真空度,亦即泵允許的安裝高度,單位用米。用汽蝕余量Δh由油泵樣本中查取,其值也用20℃清水測定。若輸送其它液體,亦需進行校正,詳查有關書籍。
? ? ? ? 吸程=標準大氣壓(10.33米)-汽蝕余量-安全量(0.5米)
? ? ? ? 標準大氣壓能壓管路真空高度10.33米。
? ? ? ? 例如:某泵必需汽蝕余量為4.0米,求吸程Δh?
? ? ? ? 解:Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米
? ? ? ? 從安全角度考慮,泵的實際安裝高度值應小于計算值。當計算之Hg為負值時,說明泵的吸入口位置應在貯槽液面之下。
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? ? ? ? 自平衡多級離心泵安裝高度計算公式案例
? ? ? ? 例某自平衡離心泵從樣本上查得允許吸上真空高度Hs=5.7m。已知吸入管路的全部阻力為1.5mH2O,當地大氣壓為9.81×104Pa,液體在吸入管路中的動壓頭可忽略。試計算:
? ? ? ? (1)輸送20℃清水時泵的安裝;
? ? ? ? (2)改為輸送80℃水時泵的安裝高度。
? ? ? ? 解:(1)輸送20℃清水時泵的安裝高度
? ? ? ? 已知:Hs=5.7m
? ? ? ? Hf0-1=1.5m
? ? ? ? u12/2g≈0
? ? ? ? 當地大氣壓為9.81×104Pa,與泵出廠時的實驗條件基本相符,所以泵的安裝高度為Hg=5.7-0-1.5=4.2m。
? ? ? ? (2)輸送80℃水時泵的安裝高度
? ? ? ? 輸送80℃水時,不能直接采用泵樣本中的Hs值計算安裝高度,需按下式對Hs時行換算,即
? ? ? ? Hs1=Hs+(Ha-10.33)-(Hυ-0.24)
? ? ? ? 已知Ha=9.81×104Pa≈10mH2O,由附錄查得80℃水的飽和蒸汽壓為47.4kPa。
? ? ? ? Hv=47.4×103Pa=4.83mH2O
? ? ? ? Hs1=5.7+10-10.33-4.83+0.24=0.78m
? ? ? ? 將Hs1值代入式中求得安裝高度
? ? ? ? Hg=Hs1-Hf0-1=0.78-1.5=-0.72m
? ? ? ? Hg為負值,表示泵應安裝在水池液面以下,至少比液面低0.72m。
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? ? ? ? 例:某品牌MD450-95X8多級離心泵汽蝕余量為[NPSHr]=3.29m,欲在海拔500m高度的地方工作,該地區夏季最高水溫為40℃,若吸水管的水頭損失為1m,則該泵在當地的運行幾何安裝高度[Hg]計算如下:
? ? ? ? 設:吸水水面壓力為當地大氣壓,由表查得海拔500m處大氣壓頭9.7m;水溫40℃時,水的飽和蒸汽壓頭為0.752m;
? ? ? ? 計算得:[Hg]=9.7-0.752-3.29-1=4.658m