第二章-叶片式水泵课件.ppt

1、第二章第二章 叶片式水泵叶片式水泵2.11 2.11 离心泵离心泵吸水性能吸水性能2.12 2.12 离心泵离心泵机组的使用及维护机组的使用及维护2.13 2.13 轴流泵及混流泵轴流泵及混流泵2.14 2.14 给水排水工程中常用的叶片泵给水排水工程中常用的叶片泵2.11 2.11 离心泵吸水性能离心泵吸水性能 水泵正确的吸水条件：水泵正确的吸水条件：抽水过程中，泵内抽水过程中，泵内不产生气蚀情况下的最大吸水高度。不产生气蚀情况下的最大吸水高度。吸水条件吸水条件离心泵安装高程离心泵安装高程泵房内各部位高程泵房内各部位高程 安装过低：安装过低：增加泵房土建投资和施工的难度；增加泵房土建投资和施

2、工的难度；安装过高：安装过高：会引起水泵工作流量和效率的大幅度下降，甚至不能工作。会引起水泵工作流量和效率的大幅度下降，甚至不能工作。1.水的饱和蒸汽压力水的饱和蒸汽压力 在一定温度下，防止水汽化的最小压力。在一定温度下，防止水汽化的最小压力。常用常用Pva(Pa)表示，也可用表示，也可用hva(m)表示。表示。水的饱和蒸汽压头：水的饱和蒸汽压头：hva=Pva/2.11.1 2.11.1 气穴和气蚀气穴和气蚀 水泵运行中，如果水泵运行中，如果泵内局部位置的压力低于该温度下泵内局部位置的压力低于该温度下的饱和蒸汽压力的饱和蒸汽压力时，水就大量汽化，同时，原先溶解在水时，水就大量汽化，同时，原先

3、溶解在水里的气体也自动逸出，出现里的气体也自动逸出，出现“冷沸冷沸”现象，形成的汽泡中现象，形成的汽泡中充满蒸汽和逸出的气体。充满蒸汽和逸出的气体。汽泡随水流被带入叶轮中汽泡随水流被带入叶轮中压力升高的区域压力升高的区域时，汽泡突时，汽泡突然被四周水压压破，水流因惯性以高速冲向汽泡中心，在然被四周水压压破，水流因惯性以高速冲向汽泡中心，在汽泡闭合区内产生强烈的局部水锤汽泡闭合区内产生强烈的局部水锤现象，其瞬间的局部压现象，其瞬间的局部压力，可以达到力，可以达到几十兆帕几十兆帕。此时，可以听到汽泡冲破时炸裂。此时，可以听到汽泡冲破时炸裂的噪音，这种现象称为的噪音，这种现象称为气穴现气穴现象象。2

4、.2.气穴现象气穴现象 气穴发生在气穴发生在水流当中水流当中，不会对叶轮有危害。不会对叶轮有危害。气穴发生在气穴发生在叶片壁面上叶片壁面上，水击就会撞击叶片，每秒钟有水击就会撞击叶片，每秒钟有几万次的微小水锤的撞击使金属叶片表面发生几万次的微小水锤的撞击使金属叶片表面发生塑性变形塑性变形和局部硬化和局部硬化，慢慢的金属就会疲劳、脆弱，发生，慢慢的金属就会疲劳、脆弱，发生剥蚀现剥蚀现象象，出现裂缝，在叶片表面渐渐演变成，出现裂缝，在叶片表面渐渐演变成蜂窝状空洞蜂窝状空洞，以，以至叶片断裂，形成破坏。这种由于气穴现象导致的叶片至叶片断裂，形成破坏。这种由于气穴现象导致的叶片腐蚀称之为腐蚀称之为“气

5、蚀气蚀”。微小水锤会在局部产生微小水锤会在局部产生200300200300高温高温，产生，产生热电偶热电偶，发，发生电解氧化，进而产生生电解氧化，进而产生化学腐蚀化学腐蚀；水和蜂窝间歇接触，；水和蜂窝间歇接触，蜂窝的侧壁与底之间产生电位差，引起蜂窝的侧壁与底之间产生电位差，引起电化学腐蚀电化学腐蚀。3.3.气蚀气蚀气蚀气蚀:由于某种原因，使水力机械由于某种原因，使水力机械低压侧的局部压强降低低压侧的局部压强降低到水流在该温度下的到水流在该温度下的汽化压强（饱和蒸汽压强）以下汽化压强（饱和蒸汽压强）以下，引起汽泡（汽穴）的发生、发展及其溃灭，造成引起汽泡（汽穴）的发生、发展及其溃灭，造成过流部过

6、流部件损坏件损坏的全过程。的全过程。（1）气蚀两个阶气蚀两个阶段：第一阶阶段：轻轻微噪音、振动动和水泵扬泵扬程、功率开开始有些下降。第二阶阶段：气气穴区区突然扩扩大，这时这时水泵泵的H、N、就将将到达临达临界值值而急剧剧下降，最终终停止出水。（2）气蚀气蚀的危害 1）水泵泵性能恶恶化甚至停止出水；2）水泵过泵过流部件发发生破坏；3）产产生噪音和振动动。蚀坏的叶片图蚀坏的叶片图（a a）双吸泵叶片）双吸泵叶片 （b b）轴流泵叶片）轴流泵叶片n 较较高高ns（如（如ns 150）（）（矮胖型矮胖型）：因流槽宽，不易被气泡阻塞，所以）：因流槽宽，不易被气泡阻塞，所以Q-H、Q-曲线先是曲线先是逐渐

7、地下降逐渐地下降，过了一段时间后才开始锐落，正常，过了一段时间后才开始锐落，正常输水被破坏。输水被破坏。n ns s较高较高n ns s较低较低（3）气蚀对气蚀对不同类类型的水泵泵影响响不同n 较较低低ns（如（如ns Pva，如果，如果PK=Pva，水，水泵就处于气蚀泵就处于气蚀临界状态临界状态)22(202120gWgvCHppVka 上式水泵进口处真空上式水泵进口处真空HV值，是处临界状态下的值。为值，是处临界状态下的值。为运行安全，水泵厂引入运行安全，水泵厂引入安全值安全值0.5mH2O，并表示为：，并表示为：gvgWgCppHvaaS2)5.022(212020 水泵铭牌或样本中给出

8、的水泵铭牌或样本中给出的HS为为HV的最大极限值的最大极限值，如，如HV超过样本规定超过样本规定HS，泵将遭受气蚀。，泵将遭受气蚀。sSsshgvHH221 用上述公式来求水泵的安装高度时，如果把用上述公式来求水泵的安装高度时，如果把HV换换成成HS，就得到水泵的最大安装高度：，就得到水泵的最大安装高度：sVsshgvHH221注意事项：注意事项：(1)水泵厂泵厂一般在样样本中Q-Hs曲线线是在大气压为气压为l0.33mH2O，水温为温为20 时时，由专门专门的气蚀试验气蚀试验求得。它它是该该水泵泵吸水性能的一条条限度曲线线。(2)Hs与当与当地大气压气压(Pa)及抽升水的温温度(t)有关关:

9、Pa 越低，水泵泵的Hs 值值就将将越小 t 越高，水泵泵的Hs值值也将将越小(10.33)(0.24)ssavaHHhh（3）Hs值值的修正：Hs修正后采用的允许吸上真空高度修正后采用的允许吸上真空高度(m)；HS 水泵厂给定的允许吸上真空高度水泵厂给定的允许吸上真空高度(m)；ha 安装地点的大气压安装地点的大气压(即即 Pa/)(mH2O)(表表2-8)；hva实际水温下的饱和蒸汽压力实际水温下的饱和蒸汽压力(表表2-7)。n 例题例题2-7“气蚀气蚀余量”水泵进泵进口处处具有的超过过汽化压压强的那部分富余能量，用HSV表示。sssvaasvHhhHH联立联立发生气蚀时：发生气蚀时：得：

10、得：22220101()()222aksssppCvWvHhggg2112asssppvHhg2220011222kpCWpvggg2220011222vasvpCWpvHggg2.11.4 2.11.4 气蚀余量气蚀余量(NPSH)(NPSH)：总气蚀总气蚀余量。ha=Pa/：吸水井表面的大气压气压力(mH2O)；hva=Pva/：该该水温温下的汽化压压力(mH2O)；hs：吸水管道的水头损头损失之和(m)；Hss：水泵泵吸水地形高度，即安装高度(m)。当当水面的测压测压管高度低于泵轴时泵轴时，泵为泵为抽吸式工作情况况，HSS值值前取“-”号号；当当水面的测压测压管高度高于泵轴时泵轴时，泵为

11、泵为自灌式工作情况况，HSS值值前取“+”号号。svavasssHhhhH220022svCWHgg吸入式工作的水泵气蚀余量图吸入式工作的水泵气蚀余量图Hsgv2212.（NPSH）r和（NPSH）a(1)临临界气蚀气蚀余量(HSV临临界)/（NPSH）c 指水泵内泵内最低压压强点的压压强为为汽化压压强时时水泵进泵进口处处的气蚀气蚀余量。(2)必要气蚀气蚀余量（NPSH）r (允许气蚀许气蚀余量、泵内气蚀泵内气蚀余量、水泵气蚀泵气蚀余量)样样本中气蚀气蚀余量：h(临临界气蚀气蚀余量)避免气蚀气蚀的余裕量(0.3mH20左右)对对于一台泵泵通过过某一流量时时，（NPSH）r是不会变会变的。gWg

12、CHsv222020(3)装置气蚀气蚀余量（NPSH）a（外气蚀气蚀余量、水泵泵装置的气蚀气蚀余量）上式计计算出的是该该水泵泵装置的实际气蚀实际气蚀余量。该值该值是由水泵泵安装处处的外部条条件决决定的（随随外部条条件而变变化），表示水达达到气气化压压力值值后尚尚有余裕的能量。在工程中（NPSH）a=（NPSH）r+(0.40.6mH20)sssvaasvHhhhH（NPSH）a：随随流量的增加而下降（NPSH）r：随随流量的增加而上升 交点c：气蚀气蚀界线线点。QQc：（NPSH）r （NPSH）a 装置所提供的超过过汽化压压力的富裕能量，不足以克服水泵内泵内部水的压压力降，此时时会发会发生气蚀气蚀。QQc：（NPSH）r 必要的NPSH。减减小必要的NPSH：水泵设计泵设计和制作；增加实际实际NPSH：合理布置水泵泵装置。2.11.5 水泵泵的吸水性能（1）允许许吸上真真空高度Hs：Hs值值越大，说说明水泵泵的吸水性能越好，或者说说，抗气蚀气蚀性能越好。（2）气蚀气蚀余量（NPSH）r：水泵厂样泵厂样本中要求的气蚀气蚀余量越小，表示该该水泵泵的吸水性能越好。（3）在水泵实际计泵实际计算时时，就注意保证证水泵泵的吸水条条件，即：HS HV ，（NPSH）a（NPSH）r