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离心泵的净正吸扬程

2019年8月13日欢迎

离心泵中的NPSH是什么?

离心泵中的NPSH是什么?

净正吸入压头(NPSH)是用于确定泵在无气穴的情况下处理液体的能力的测量值。在讨论计算NPSH的方法之前,应检查气蚀。

离心泵中的气穴是什么?

泵的“空化”一词是指叶轮内的一种状态,此时压力低于液体蒸汽压力,液体沸腾。泵吸入系统中的低压点是叶轮的眼,如果那里的压力低于液体的蒸汽压力,就会形成蒸汽气泡。

当液体和气泡的混合物继续通过泵时,压力升高,气泡返回到液体状态。不同的叶轮和不同的条件下,气泡坍塌的位置不同,但对叶轮的损坏发生在气泡坍塌的位置。

空化效应

离心泵的汽蚀余量计算

空化的影响有三方面:

  1. 噪音
  2. 泵损坏
  3. 泵性能下降

1号不是气穴的主要反对理由,但气泡崩塌时特有的“砾石”噪音可能令人恼火。然而,空化的另外两个结果都非常重要。

损坏和性能下降的程度取决于气蚀的程度。抵消损坏的方法(假设无法消除气穴)是选择更好的材料,以抵抗气泡坍塌时数百万次小锤击的侵蚀作用。

气蚀对性能的影响

通常,气穴最令人不快的结果是其对性能的影响。在给定的容量下,泵继续输出相同的压头,但容量和压头是液体和蒸汽的混合物,而不是液体。

例如,泵1的额定转速为120 GPM,相对210英尺。如果处理水和空化,使蒸汽气泡占据吸入体积的50%,则进气容量将为120 GPM混合物,但在蒸汽气泡重新冷凝后,排放容量(即测量值)将为60 GPM水。类似地,泵产生的总压头为210英尺的轻重力混合物,相当于105英尺的水。

离心泵的汽蚀余量计算

NPSHA是测量泵吸入口处液体蒸汽压力的可用压力。NPSHA是系统中可用的NPSH量,NPSHR是泵所需的最小NPSH量。为消除气蚀,NPSHA必须超过NPSHR。

泵所需的NPSH由泵设计确定,如泵性能曲线所示。工程师的工作是正确计算可用的NPSH,然后选择需要小于该数量的泵,以在所需容量下令人满意地运行。

NPSHA可以来自两方面:

  1. 静压头
  2. 压力

第一个明显是从液体源的高度超过泵的高度。第二个是作用在液体源上的压力。由于吸入管线中的摩擦,静压头和压力产生的表观NPSHA减小。

如何计算可用NPSH(NPSHA)

如何计算泵的NPSH

因此计算NPSHA的公式为:

NPSHA=h1+hss–hf–hvp

哪里:

  • h1是液体上的绝对压力,单位为英尺
  • hf是吸入管路中的摩擦力,单位为英尺
  • hss是以英尺为单位的静压头–如果存在吸力提升,则为负值
  • hvp是泵处液体的蒸汽压,单位为英尺

无论压力、温度和物理布置如何,计算NPSHA的方法都是相同的,上面的公式总是正确的。只需要记住:

加上液体上的静水头和压力,减去泵的吸力线摩擦力和蒸汽压

在这些计算中需要记住的重要一点是,计算NPSHA的方法和使用的公式始终相同。此处应强调的是,NPSHA的计算和泵总扬程的计算必须分开进行。

一些泵曲线显示NPSHR和提升线。这些都是互惠的。这里没有提到速度头。几年前,大多数泵制造商同意,泵性能曲线上显示的NPSH曲线将考虑速度头,因此在计算系统中的NPSHA时无需考虑速度头。

NPSHR不随液体比重变化。将NPSH类比为将液体推入泵内的力,并假设泵在给定容量下需要8英尺NPSH,可以证明8英尺水等于3.45 psi,但8英尺汽油仅等于2.6 psi。将液体推入泵内的力似乎随着比重的增加而减小。然而,同时,被加速的液体的质量也以同样的比例下降。因此,一条NPSHR曲线适用于所有比重。

NPSHR校正-曲线

一段时间以来,水力研究所的制造商一直在降低某些条件下碳氢化合物的NPSHR曲线,泵制造商也开始绘制高温水的NPSHR曲线,而不是低温水的NPSHR曲线。这两种修正都有很好的逻辑。

然而,必须认识到,无论液体温度或性质如何,泵中空化开始的点是相同的。那么,为什么是较低的曲线呢?

主要原因是,在70°F时,一立方英尺的水会闪现为54000立方英尺的蒸汽,但在300°F时,一立方英尺的水只会产生369立方英尺的蒸汽。根据该计算,一定量的70°F水的体积是相同量的300°F水蒸汽体积的146倍。水头-承载力曲线受到的更大损害是显而易见的。

碳氢化合物更像热水而不是冷水。因此,它们也可以在逻辑上对NPSHR曲线进行校正。对于修正的幅度存在一些分歧。今天,水力研究所的修正图已被广泛接受,但许多人认为它过于保守,没有用处。

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