本文格式為Word版，下載可任意編輯——第二章流體輸送機(jī)械答案p1pa,p1有確定真空度，真空度越高，吸力越大,Hg越大。

當(dāng)p1小于確定值后(p1pv,pv為環(huán)境溫度下液體的飽和蒸汽壓)，將發(fā)生氣蝕現(xiàn)象。,pv100℃=760mmHg,pv40℃=55.32mmHg,五、離心泵的安裝高度和氣蝕現(xiàn)象1氣蝕現(xiàn)象,氣蝕現(xiàn)象,當(dāng)離心泵的進(jìn)口壓力小于環(huán)境溫度下的液體的飽和蒸汽壓時，將有大量的蒸汽液體中逸出，并與氣體混合形成大量小氣泡。當(dāng)氣泡到達(dá)高壓區(qū)時，蒸汽凝聚，氣泡破碎，液體質(zhì)點(diǎn)快速沖向氣泡中心，質(zhì)點(diǎn)相互碰撞，產(chǎn)生很高的局部壓力。假設(shè)氣泡在金屬外觀破碎凝聚，那么會以較大的力打擊金屬外觀，使其遭到破壞，并產(chǎn)生震撼，這種現(xiàn)象稱為“氣蝕現(xiàn)象”。氣蝕現(xiàn)象一旦發(fā)生，會造成很大的破壞作用，應(yīng)盡量制止。,為制止發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，應(yīng)限制p1不能太低，或Hg不能太大，即泵的安裝高度不能太高。,安裝高度Hg的計算方法一般有兩種：

允許吸上真空高度法；

氣蝕余量法。,2安裝高度,允許吸上真空高度Hs,P1為泵入口處所允許的最低十足壓強(qiáng)。,如何用允許吸上真空高度確定泵的安裝高度？,取截面0-0，1-1，并以截面0-0為基準(zhǔn)面，在兩截面間柏努利方程，可得,Hg—泵的安裝高度；

u2/2g—進(jìn)口管動能；

∑Hf—進(jìn)口管阻力;Hs—允許吸上真空高度，由泵的生產(chǎn)廠家給出。,提高Hg的方法,若貯槽為敞口，那么p0為大氣壓pa，那么有,,提高Hg的方法：,變更布局(另選一Hs大的泵)；

降低進(jìn)口管段流速；

降低進(jìn)口管阻力(選擇較大的進(jìn)口管徑、裁減進(jìn)口管路程、盡量少安裝管件、閥等)。,泵制造廠只能給出Hs值，而不能直接給出Hg值。由于每臺泵使用條件不同，吸入管路的布置處境也各異，有不同的u2/2g和∑Hf值，所以，只能由使用單位根據(jù)吸入管路概括的布置處境，由計算確定Hg。,問題：泵制造廠能直接給出泵的安裝高度嗎？,理由：在泵的說明書中所給出的Hs是大氣壓為10mH2O，水溫為20℃狀態(tài)下的數(shù)值。假設(shè)泵的使用條件與該狀態(tài)不同時，那么應(yīng)把樣本上所給出的Hs值，按式換算成操作條件下的Hs’值。,泵允許吸上真空高度的換算,Hs’=[Hs＋(Ha－10)－(Hv－0.24)](2-11),式中Hs’—操作條件下輸送水時允許吸上真空高度，mH2O；

,Hs—泵樣本中給出的允許吸上真空高度，H2O；

Ha—泵工作處的大氣壓，mH2O；

Hv—泵工作溫度下水的飽和蒸汽壓，mH2O；

0.24—測驗(yàn)條件下水的飽和蒸汽壓，mH2O。,泵安裝地點(diǎn)的海拔越高，大氣壓力就越低，允許吸上真空高度就越小。

輸送液體的溫度越高，所對應(yīng)的飽和蒸汽壓就越高，這時，泵的允許吸上真空高度也就越小。,海拔高度↑，液體溫度↑→Hg↓,不同海拔高度時大氣壓力值可查表。,,Hs’=[Hs＋(Ha－10)－(Hv－0.24)](2-11),汽蝕余量Δh是指離心泵入口處，液體的靜壓頭p1/ρg與動壓頭u12/2g之和超過液體在操作溫度下的飽和蒸汽壓頭pv/ρg的某一最小指定值，即,汽蝕余量,如何利用汽蝕余量確定泵的安裝高度？,可導(dǎo)出汽蝕余量Δh與允許安裝高度Hg之間關(guān)系為,上式中p0為液面上方的壓力，若為敞口液面那么p0=pa。,只要已知允許吸上真空高Hs與汽蝕余量中的任一個參數(shù)，均可確定泵的安裝高度。,注：泵性能表上的值也是按輸送20℃水而規(guī)定的。當(dāng)輸送其它液體時，需舉行校正。概括校正方法可參閱有關(guān)文獻(xiàn)。,例題：某離心泵在樣本中查得允許吸上真空度為6m，現(xiàn)將泵安裝在海拔高度500m處，水溫40度，問若吸入管路壓頭損失為1m，動壓頭為0.2m，該泵安裝在離水面5m高處是否適合？,解：

水40℃，Pv=55.32mmHg,500m處Pa=9.74mH2O，Hv=55.32/760×10.3=0.75mH2OHa=9.74mH2OHs’=Hs+(Ha-10)-(Hv-0.24)=6+(9.74-10)-(0.75-0.24)=5.23,Hg=Hs’－u21/2g－∑Hf=5.23－0.2－1=4.03m計算的允許安裝高度值(4.03m)低于實(shí)際安裝高度值(5m),因此泵安裝高度不適合。,用油泵從貯罐向回響器輸送異丁烷，密度530kg/m3，罐內(nèi)液面恒定，且上方十足壓強(qiáng)為6.65kgf/cm2，吸入管壓頭損失為1.6m，飽和蒸汽壓為6.5kgf/cm2，泵的氣蝕余量為3.5m，確定泵的安裝高度。（ψ=0.9）,,Po=6.65×98100PaPV=6.5×98100Pa∑Hf=1.6m△h’=0.9×3.5=3.15mHg=-1.92m泵應(yīng)安裝于罐液面下1.92m之下,解：,,離心泵在特定管路系統(tǒng)中工作時，液體要求泵供應(yīng)的壓頭Ｈ可由柏努利方程式求得，即,六、離心泵的工作點(diǎn)當(dāng)離心泵安裝在確定的管路系統(tǒng)中工作時，其壓頭和流量不僅與離心泵本身的特性有關(guān)，而且還取決于管路的工作特性。

1管路特性曲線,此式中壓頭損失為,式中Q為管路系統(tǒng)的流量，m3/s,對于特定的管路系統(tǒng)，l、le、d均為定值，若流體在該管路中滾動已進(jìn)入阻力平方區(qū),λ為常數(shù),那么式可簡化為,上式說明：在特定管路中輸送液體時，所需壓頭Ｈ隨液體流量Q的平方而變化，此關(guān)系所描繪的Ｈ－Q曲線，稱為管路特性曲線。它表示在特定的管路中，壓頭隨流量的變化關(guān)系。,留神：管路特性曲線的外形與管路布置及操作條件有關(guān)，而與泵的性能無關(guān)。,離心泵的特性曲線H-Q與其所在管路的特性曲線He-Qe的交點(diǎn)稱為泵在該管路的工作點(diǎn)，如下圖。,工作點(diǎn)所對應(yīng)的流量與壓頭既得志管路系統(tǒng)的要求，又為離心泵所能供給。,2工作點(diǎn)（dutypoint）,工作點(diǎn)所對應(yīng)的流量Q與壓頭Ｈ既是管路系統(tǒng)所要求，又是離心泵所能供給的;若工作點(diǎn)所對應(yīng)效率是在最高效率區(qū)，那么該工作點(diǎn)是適合的。,泵的工作點(diǎn)表示,某離心泵的特性曲線可用以下方程表示:H=20-2Q2(式中H單位為m，Q單位為m3／min)。若用該泵將20℃水從貯槽輸送到某設(shè)備．已知管路系統(tǒng)中為16m,輸送管路直徑為140mm×4.5mm,管路總長為200m(包括全體管部阻力的當(dāng)量長度，但調(diào)理閥為全開)，摩擦系數(shù)為定值,可取為0.02。試求離心泵的工作流量和壓頭。,變更離心泵的轉(zhuǎn)速或變更葉輪外徑，以變更泵的特性曲線。,調(diào)理流量實(shí)質(zhì)上就是變更離心泵的特性曲線或管路特性曲線，從而變更泵的工作點(diǎn)。,離心泵的流量調(diào)理，通常從兩方面考慮：,兩者均可以變更泵的工作點(diǎn)，以調(diào)理流量。,在排出管線上裝適當(dāng)?shù)恼{(diào)理閥，以變更管路特性曲線；

,七、流量調(diào)理,當(dāng)閥門關(guān)小時，管路局部阻力加大，管路特性曲線變陡，泵的工作點(diǎn)由M移到M1。流量由QM減小到QM1。,變更閥門開度以調(diào)理流量，實(shí)質(zhì)是用開大或關(guān)小閥門的方法來變更管路特性曲線。,當(dāng)閥門開大時，管路局部阻力減小，管路特性曲線變得平坦一些，工作點(diǎn)移到M2，流量加大到QM2。,1變更閥門的開度,要把泵的轉(zhuǎn)數(shù)提高到n1，泵的特性曲線就上移到nM1位置，工作點(diǎn)由M移到M1，流量和壓頭都相應(yīng)加大;,變更離心泵的轉(zhuǎn)數(shù)以調(diào)理流量，實(shí)質(zhì)上是維持管路特性曲線不變，而變更泵的特性曲線。,若把泵的轉(zhuǎn)數(shù)降到n2，泵的特性曲線就移到nM2位置，工作點(diǎn)移到M2，流量和壓頭都相應(yīng)地減小。,2變更泵的轉(zhuǎn)數(shù),車削葉輪的外徑是離心泵調(diào)理流量的一種獨(dú)特方法。在車床上將泵葉輪的外徑車小，流量變小,但調(diào)理范圍不大,且直徑減小不當(dāng)會降低泵的效率,生產(chǎn)上很少采用。,3車削葉輪的外徑,采用什么方法來調(diào)理流量，關(guān)系到能耗問題。,變更閥門開度調(diào)理流量方法簡便，應(yīng)用廣泛。

但關(guān)小閥門會使阻力加大，因而需要多消耗一片面能量以抑制附加的阻力，該法不經(jīng)濟(jì)的。,變更轉(zhuǎn)速調(diào)理流量可保持管路特性曲線不變，流量隨轉(zhuǎn)速下降而減小，動力消耗也相應(yīng)降低，因節(jié)能效果顯著，但需要變速裝置，難以做到流量連續(xù)調(diào)理。,4幾種流量調(diào)理方法的對比,變更葉輪直徑可變更泵的特性曲線，但可調(diào)理流量范圍不大，且直徑減小不當(dāng)還會降低泵的效率。,在輸送流體量不大的管路中，一般都用閥門來調(diào)理流量，只有在輸液量很大的管路才考慮使用調(diào)速的方法。,在實(shí)際工作中，當(dāng)單臺離心泵不能得志輸送任務(wù)的要求或者為適應(yīng)生產(chǎn)大幅度變化而動用備用泵時，都會遇到泵的并聯(lián)與串聯(lián)使用問題。這里僅議論二臺性能一致泵的并聯(lián)與串聯(lián)的操作處境。,八、并聯(lián)與串聯(lián)操作,聯(lián)合特性曲線的作法：在每一個壓頭條件下，使一臺泵操作時的特性曲線上的流量增大一倍而得出。,當(dāng)一臺泵的流量不夠時，可以用兩臺泵并聯(lián)操作，以增大流量。,1并聯(lián)操作,曲線Ｉ表示一臺泵的特性曲線曲線Ⅱ表示兩臺一致的泵并聯(lián)操作時的聯(lián)合特性曲線,留神：對于同一管路，其并聯(lián)操作時泵的流量不會增大一倍，如下圖。由于兩臺泵并聯(lián)后，流量增大，管路阻力亦增大。,Q并2Q,當(dāng)生產(chǎn)上需要利用原有泵提高泵的壓頭時，可以考慮將泵串聯(lián)使用。,兩臺一致型號的泵串聯(lián)工作時，每臺泵的壓頭和流量也是一致的。在同樣的流量下，串聯(lián)泵的壓頭為單臺泵的兩倍。,聯(lián)合特性曲線的作法：將單臺泵的特性曲線Ｉ的縱坐標(biāo)加倍，橫坐標(biāo)保持不變，可求得兩臺泵串聯(lián)后的聯(lián)合特性曲線Ⅱ，,H串2H,2串聯(lián)操作,九、離心泵的類型、選擇與使用,1類型,（1）水泵,（2）耐腐蝕泵（3）油泵（2）雜質(zhì)泵,（1）確定輸送系統(tǒng)的流量與壓頭流量一般為生產(chǎn)任務(wù)所規(guī)定。

根據(jù)輸送系統(tǒng)管路的安置，用柏努利方程式計算管路所需的壓頭。,選擇離心泵的根本原那么，是以能得志液體輸送的工藝要求為前提的。,選擇步驟為：,2離心泵的選擇,（2）選擇泵的類型與型號根據(jù)輸送液體性質(zhì)和操作條件確定泵的類型；

按確定的流量Qe和壓頭Qe從泵樣本產(chǎn)品目次選出適合的型號，點(diǎn)(QeHe)的坐標(biāo)位置應(yīng)靠在泵的高效率范圍所對應(yīng)的H-Q。,假設(shè)沒有適合的型號，那么應(yīng)選定泵的壓頭和流量都稍大的型號；

假設(shè)同時有幾個型號適合，那么應(yīng)列表對比選定；

按所選定型號，進(jìn)一步查出其細(xì)致性能數(shù)據(jù)。,（3）校核泵的特性參數(shù)假設(shè)輸送液體的粘度和密度與水相差很大，那么應(yīng)核算泵的流量與壓頭及軸功率。,3離心泵的安裝與操作（1）安裝：

①安裝高度不能太高，應(yīng)小于允許安裝高度。

②設(shè)法盡量裁減吸入管路的阻力，以裁減發(fā)生汽蝕的可能性。主要考慮：吸入管路應(yīng)短而直；

吸入管路的直徑可以稍大；

吸入管路裁減不必要的管件；

調(diào)理閥應(yīng)裝于出口管路。

（2）操作：

①啟動前應(yīng)灌泵，并排氣。

②應(yīng)在出口閥關(guān)閉的處境下啟動泵③停泵前先關(guān)閉出口閥，以免損壞葉輪④經(jīng)常檢查軸封處境,如附圖所示，今有一輸送河水的任務(wù)，要求將某處河水以80m3/h的流量，輸送到一高位槽中，已知高位槽水面高出河面10m，管路系統(tǒng)的總壓頭損失為8mH2O。試選擇一適當(dāng)?shù)碾x心泵.并估算由于閥門調(diào)理而多消耗的軸功率。,根據(jù)已知條件，選用清水泵。以河面1-1截面為基準(zhǔn)面，并取1-1與2-2截面列柏努利方程式，那么,根據(jù)流量Q(80m3/h)和H(18m)可選4B20型