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渣漿泵的性能參數

 渣漿泵的主要性能參數有流量Q,揚程H、轉速n、軸功率N、效率”和允許吸上真空度〔IIs〕或允許汽蝕余量CAh〕等。它們表示了該離合泵以水為介質在最高效率(即設計工作狀況)下運轉時的性能指標,并寫在泵使用說明書和標明在泵的銘牌上。例如某泵的銘牌:其中的型號,我們在第二章中已介紹,對于這臺泵,它告訴我們泵吸入口徑為2英寸(或2x25二50毫米),單級.單吸懸竹式,比轉數n。二60,Of輪比基本型小一級。關于其余參數,分別簡介如下。1.流量Q流量是泵在單位時間內能排出的液體星,標志著輸液能力。流量有體積流量和重量流食兩種表示法。泵中常用體積流量Q,單位為升/秒或米“/時。若用重量流量G,單位為公斤/秒或噸/時,兩者的關系為G=YQ{4-1)式中丫—液體重度,公斤/米“,換算時要注意單位。渣漿泵流量的大小決定于葉輪的幾何尺寸和轉速,當泵的葉輪直徑按切割定律的原則車小或轉速降低時及兩者同時變化時其流金也就減少,變化關系為渣漿泵的內,外泄漏,將影響到泵的實際流ia減小,因此使用部門的維修保養工作決不可輕視。承磨環間隙大了一要及時更換,軸封的工作情況要隨時注意觀察,以盡可能減少泄漏,提高泵的容積效率。必須指出,渣漿泵不同于往復泵等容積泵,對一臺既定的渣漿泵其流量不是一個固定不變的量,而是隨整個管路系統的具體情況能在很大的范圍內變化。如圖以一2所示的同一臺渣漿泵裝在阻力等不同的輸送系統中,即使調節N都全開,由于(b)系統爪力大,(a)系統阻力小,(b)系統內的流量就比(a)的小。如果系統阻力等過分大,則流量可能小至零,即打不出液體,我們必須了解渣漿泵的這個“脾氣”。2.揚程II泵的揚程是指每公斤掖體通過泵時所獲得的能量,單位是公斤·米/公斤或米液往,習慣簡稱為米。揚程又叫壓頭,這是大家熟知的。渣漿泵的揚程不能片圖"S一2同一臺泵裝在不同的系統中面地理解為它就是實際揚水的高度,完整的理解應是第一章能量平衡方程式(1-16')聽告訴的,泵的揚程為揚液高度(標高差)、兩側容器間靜壓差、輸送管線進出口動能差以及為克服整個輸送過程中的阻力而消耗掉的能量(泵內損失除外)這樣四項值的總和。由于阻力損失這一項是不可避免的,這就使得泵的揚液高度必然低于泵的揚程。例如圖4--2所示的那臺泵,裝在((a)系統時能將液體打高2。米,可裝在(b)系統中卻可能只打高三、四米。有人說泵的揚程就是升高的路程,那顯然是不妥當的。渣漿泵的揚程只要在泵的進、出口法蘭螺孔(見圖3一〕)中分別接一只真空表和壓力表,在管線上串接一只流量計,然后根據它們在運轉時的讀數能很方便地計算山來。計算公式為H二(p出:,生少鄉漁)101_Y+zn+c出2一c}z2g(4一3)式中T'w表—泵出口壓力表讀數,公斤/厘米“;尸入.表—泵進口真空表或壓力表讀數,公斤/r.米名,若讀出為真空度,前面符號取〔+少,若讀出為正壓力,前面符號取(一),zo—壓力表與真空表之間垂直距離,米;c出、c入—泵出口、進口液體流速,米/秒,用泵實際測得的流量分別除以泵出口、進口截面積而求得;g—重力加速度,9.81米/秒20不難看出,公式(4一3)就是在泵的進出口截面上建立伯努利方程式而得到的,即:(P_a生2,&.;*)l些_.+__CAa、丫29-、-一一一一一-一~~2借入能t將此式移項,并消去p大氣就成為公式(4一3)。由于公式(4一3)的能a方程式建立在泵的進出口,所以對外管路來說也就沒有阻力損失項藝卜損,此時僅有泵內部的能量損失,但泵內的損失已在泵本身的效率中考慮了。如果在測試揚程時壓力表和真空表不是接在泵的出口和進t,而遠離泵體時,則外管路的.Ehim就必須加入不可,這樣勢必增加了it算上的困難!怖‘一‘〕如己測得‘音”“一“型離心水泵的調節閥固定在某一開啟程度U-!-,水的流fQ=1.6升/秒,}司時出口壓力表和進口真空表的讀數分!別為1.8:3公斤/厘米z和124毫米水銀柱,2。二184毫米,泵的進口直徑為.110毫米,出口直徑為32毫米,試求此時泵的揚程為多少米?解根據題意并參閱圖4一3:A二1.83公斤/厘米’_.二立二_二0.1684寧1}C;_召飛2A出入PP公斤/厘米“z〔因1公斤/厘米忿二735.6毫米水銀柱)Z.二0.184米3.轉速a渣漿泵銘牌上的轉速指葉輪軸每分鐘旋轉的額定次數,即額定轉數。銘牌上所標出的性能只有在這個額定轉速下運轉才能達到。換句話說,若泵的轉速變化了,則泵的流量、,揚程、功率等都要相應變化,變化關系正如公式(4一2)、(4一4)以及(4一7)所述。在選泵時如果選不到性能合適的泵的話,也可以利用上述公式改變泵的轉速來滿足對泵的流量和揚程的要求。不過渣漿泵一般都只能減速,不能任意加速,以免損壞機件,造成事故。4.功率N和效率,渣漿泵的功率可分為有效功率N有效.軸功率N和配用功率N配三種。有效功率為侮秒鐘泵對液體所作的凈功,是液體在單位時問內從葉輪上所獲得的有用能量,它可由泵的流量Q(米“/秒)、揚程11(米)、液體重度r(公斤/米3)計算出來。因為H是泵對1公斤液休所作的功,它乘以重量流量G(二丫·Q,見公式(_t一1))便是功率,所以N41,二HG二HQ丫公斤·米/秒或一Nvv,&二一旦QY_4一5)102千瓦(因1千瓦一102公斤·米/秒》軸功率為泵葉輪軸從原動機〔一般為電動機)抉得的功率,泵銘牌上的功率就是指它。它比有效功率要人一些,!日為它有一部分能量消耗在泵內了。這部分能量v失包括液休的內、外泄漏所浪費掉的功,液體在泵內流動時的N1摔A力功,以及泵軸旋轉時的所有葉輪蓋板、軸封、軸承等機械摩擦損失功等。有效功率與軸功率之比,叫做泵的效率”,即勺之Nxr效N(4一6)泵效率反應了泵對動力的利用程度,是一個技術經濟指標。”小的泵說明泵內損失大,效率低;”大的泵說明泵內損失小,效率高。銘牌上的效率為該泵的最高效率,如前面銘牌的那臺泵,馬達輸出的軸功率2.07千瓦中只有百分之六一五點六,即2.07x0.656二1.36千瓦是有用功率,且當流量偏離20米3了時時,效率都要比它低。當泵的轉速降低和葉輪直徑改小時,則功率的變化可由公式(4一2)、(4一4)引山其關系式中N夕為葉輪直徑由D:改小為D’x,I)'轉速由n降低為n'后的軸功率。新泵在出,一時均配有電機。為防止電機因泵工作狀況(簡稱工況)變化而超負荷,一般取電機的配用功率N配為軸功率的1.1-1.2倍。若需要自配電機時,則可由下式進行計算選配。Nw釗1.1一1.2)一其孕蘭一千瓦IUZi1(4-8)〔例4-2)65Y-60A型離心油泵,在設計工況下操作時流量為每秒6.25升,揚程為49米,效率為49%,試問軸功率為多少千瓦?電機功率應選多大?解考慮到油泵在試車時以水作介質運轉,而水的重度又大于油品的重度,所以在計算功率時丫應以水.y,.o根據題意,Q=6.25升/秒二。.00625米“/利.由公式(4一6)、〔4一5)得軸功率由公式(I一8)取系數為1.2(因為功率位較小,系數就應取得大些),電機的配用功率為;NN1二1.2N二1.2x6.13=7.35千瓦實際上按電機規格選7.5千瓦。`a5.允許吸上真空度CHS〕和允許汽蝕余量CAh〕允許吸上真空度和允許汽蝕余fit都是用來表示泵的吸入性能的,它們是確定泵安裝高度‘一般為Z:,泵相對于吸液池液面的標高值)的重要依據,只是兩者用不同的表示方法而已。我國的水泵、耐腐蝕泵常!]j允許吸卜真空度內I,'表示,油泵常用允許汽蝕余量C}1h}發示(參見附錄)。我們知道,泵的吸液過程只有在泵內產生真空度(相對于吸液池液面iF'.力).A,能進行,i此A空度是有一定限度的,泵內真空度升高,標志著絕對壓力降低.當真空度升高到一定程度時,或者說泵內的絕對壓力降低到一定程度時,泵就要發生一種“汽蝕”現象。所謂“汽蝕”現象,就是當泵進口附近液體的絕對玉力降低并寫操作VIA度下液體的飽和蒸汽壓P二相等時,液體將發生汽化,產生大最汽泡。隨后。汽泡跟著液體被帶到壓力較高的地方時,又會急劇凝縮成液,汽泡周圍的液體質點就以極大的速度沖向汽泡中心,產生猛烈的、頗率很高的水擊,水擊時,葉輪表面獻局部應力可高達兒百個大氣Eho經常發生汽蝕的泵在檢修時可以看到葉輪上有麻點:或蜂窩狀的一小塊一小塊剝蝕破壞,致使有的泵葉輪更換后使用不到兒個月就被汽蝕穿透了(如圖4一1所示)。汽蝕時泵產生振動和噪音,并使性能下降,I}重時甚至液流中斷,可見汽蝕對泵_一從別遭》:、的危害性之大。允許吸上真空度〔1711)是為避免泵在汽蝕情況下工作而規定的一個參數,它是由制造廠從泵迸口試驗測出的最大真空度再減去0.嘆或0.5米〕的安全量之后的“允許,lei.,即使用單位力泵l一作時的進口真空度不能超過它,否則將發生汽蝕,影晌泵的ij:常工作。泵銘牌或性能表上的允許吸_匕真空度為額定工況下的指標,當流量不同時,CHS^i是不同的。同時〔HS〕又是泵制造廠以水為介質在溫度等于2!婧痛髿鈮毫橐粋標準大氣壓下測得的,如果使用單位的液體重度、操作溫度和液面壓力跟上述不同時,必須對銘牌上的允許吸上真空度加以修正,修正公式為CH-ISD,二一10'匕(0.1CHs)-1.009、P』一Pv)丫_米液柱(4-10)式中〔HSY/按操作條件修正后的允許吸上真空度;Pl--吸入容器液面壓力公斤l迷z,若吸液池是敞開的,則P、應以當地大氣壓力p大氣代入,P大氣隨海拔高度而變化的值見表1-1;丫—液體重度,可查附錄二、三;Pv—操作溫度下液體的飽和蒸氣壓,公斤/厘米名,對于水的Pv查附錄二,對于其它液休可查圖4一5或別的有關手冊!怖4一3〕從3BA-9型泵的銘牌上看到允許吸上真空度為5米,現將這臺泵安裝在海拔為500米的地方,從敞空度為5米,現將這臺泵安裝在海拔為500米的地方,從敞開槽中抽送60℃的水,RCHs〕應作如何修正?解從表1一1和附錄二分別查得:Pkt二。.97公斤/厘米aP,二0.2031公斤/厘米z"y=983.2公斤/米a從題中又知〔HS)=5米水柱,把它們代入公式(4-10)得,大氣一Pv/丫即在此操作條件下,該泵的允許吸上真空度只有2.62米。從對允許吸上真空度的分析,我們已經得到這樣一個概念:要使泵不發生汽蝕而可靠地運行,泵入口的壓力不能過低。也可以這樣說:泵入口處液體所具有的能量(包括靜壓頭PA-和動壓頭一CA)應該超過它的汽化壓力能的某一數值時,才能防止汽蝕的產生。這部分超過的能量,就取名為“汽蝕余量”,用△h表示,即PA+李-一=6h米yZg丫(4-11)當泵剛剛發生汽蝕時的汽蝕余量為泵的最小汽蝕余量6hmiu(或叫入口動壓降),制造廠也是從泵的試驗中獲得的。其實此時并沒有“余量”,因此起碼要再加上0.3米,才成為允許汽蝕余量c△1]1=Atmin+0.3米(4-12)影響Ahiin的主要因素是泵吸入室和葉輪入口的幾何形狀,以及泵的轉速和流量等,當轉速由a變化到『時,〔△h〕的變化可近似地取,(4-13)n式中〔Ah]為轉速n時的允許汽蝕余景。允許吸上真空度〔Ifs〕和允許汽蝕余量CAh〕之間有如下關系,必要時可以進行換算,和〔△h〕都是說明泵的吸入性能好壞的,CH5)高的泵與!鱤〕低的泵具有同樣的意義,它說明該泵吸入性能好,不容易發生汽蝕。反之,CH〕低的或〔Ah7高的泵吸入性能就差,容易發生汽蝕。吸入性能差的泵其安裝高度Z;就要低,以至只有低于吸液槽泵才能很好地工作。但安裝位置低的泵不一定都是吸入性能差的泵,有的是根據工藝要求決定這樣安裝的。在泵葉輪進口前加裝誘導輪,是改善泵吸入性能的有效措施。

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