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渣浆泵的性能参数

 渣浆泵的主要性能参数有流量Q,扬程H、转速n、轴功率N、效率”和允许吸上真空度〔IIs〕或允许汽蚀余量CAh〕等。它们表示了该离合泵以水为介质在最高效率(即设计工作状况)下运转时的性能指标，并写在泵使用说明书和标明在泵的铭牌上。例如某泵的铭牌:其中的型号，我们在第二章中已介绍，对于这台泵，它告诉我们泵吸入口径为2英寸(或2x25二50毫米)，单级.单吸悬竹式，比转数n。二60,Of轮比基本型小一级。关于其余参数，分别简介如下。1.流量Q流量是泵在单位时间内能排出的液体星，标志着输液能力。流量有体积流量和重量流食两种表示法。泵中常用体积流量Q，单位为升/秒或米“/时。若用重量流量G，单位为公斤/秒或吨/时，两者的关系为G=YQ{4-1)式中丫—液体重度，公斤/米“，换算时要注意单位。渣浆泵流量的大小决定于叶轮的几何尺寸和转速，当泵的叶轮直径按切割定律的原则车小或转速降低时及两者同时变化时其流金也就减少，变化关系为渣浆泵的内，外泄漏，将影响到泵的实际流ia减小，因此使用部门的维修保养工作决不可轻视。承磨环间隙大了一要及时更换，轴封的工作情况要随时注意观察，以尽可能减少泄漏，提高泵的容积效率。必须指出，渣浆泵不同于往复泵等容积泵，对一台既定的渣浆泵其流量不是一个固定不变的量，而是随整个管路系统的具体情况能在很大的范围内变化。如图以一2所示的同一台渣浆泵装在阻力等不同的输送系统中，即使调节N都全开，由于(b)系统爪力大，(a)系统阻力小，(b)系统内的流量就比(a)的小。如果系统阻力等过分大，则流量可能小至零，即打不出液体，我们必须了解渣浆泵的这个“脾气”。2.扬程II泵的扬程是指每公斤掖体通过泵时所获得的能量，单位是公斤·米/公斤或米液往，习惯简称为米。扬程又叫压头，这是大家熟知的。渣浆泵的扬程不能片图"S一2同一台泵装在不同的系统中面地理解为它就是实际扬水的高度，完整的理解应是第一章能量平衡方程式(1-16')听告诉的，泵的扬程为扬液高度(标高差)、两侧容器间静压差、输送管线进出口动能差以及为克服整个输送过程中的阻力而消耗掉的能量(泵内损失除外)这样四项值的总和。由于阻力损失这一项是不可避免的，这就使得泵的扬液高度必然低于泵的扬程。例如图4--2所示的那台泵，装在((a)系统时能将液体打高2。米，可装在(b)系统中却可能只打高三、四米。有人说泵的扬程就是升高的路程，那显然是不妥当的。渣浆泵的扬程只要在泵的进、出口法兰螺孔(见图3一〕)中分别接一只真空表和压力表，在管线上串接一只流量计，然后根据它们在运转时的读数能很方便地计算山来。计算公式为H二(p出:，生少乡渔)101_Y+zn+c出2一c}z2g(4一3)式中T'w表—泵出口压力表读数，公斤/厘米“;尸入.表—泵进口真空表或压力表读数，公斤/r.米名，若读出为真空度，前面符号取〔+少，若读出为正压力，前面符号取(一)，zo—压力表与真空表之间垂直距离，米;c出、c入—泵出口、进口液体流速，米/秒，用泵实际测得的流量分别除以泵出口、进口截面积而求得;g—重力加速度，9.81米/秒20不难看出，公式(4一3)就是在泵的进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将此式移项，并消去p大气就成为公式(4一3)。由于公式(4一3)的能a方程式建立在泵的进出口，所以对外管路来说也就没有阻力损失项艺卜损，此时仅有泵内部的能量损失，但泵内的损失已在泵本身的效率中考虑了。如果在测试扬程时压力表和真空表不是接在泵的出口和进t,而远离泵体时，则外管路的.Ehim就必须加入不可，这样势必增加了it算上的困难。〔例‘一‘〕如己测得‘音”“一“型离心水泵的调节阀固定在某一开启程度U-!-，水的流fQ=1.6升/秒，}司时出口压力表和进口真空表的读数分!别为1.8:3公斤/厘米z和124毫米水银柱，2。二184毫米，泵的进口直径为.110毫米，出口直径为32毫米，试求此时泵的扬程为多少米?解根据题意并参阅图4一3:A二1.83公斤/厘米’_.二立二_二0.1684宁1}C;_召飞2A出入PP公斤/厘米“z〔因1公斤/厘米忿二735.6毫米水银柱)Z.二0.184米3.转速a渣浆泵铭牌上的转速指叶轮轴每分钟旋转的额定次数，即额定转数。铭牌上所标出的性能只有在这个额定转速下运转才能达到。换句话说，若泵的转速变化了，则泵的流量、，扬程、功率等都要相应变化，变化关系正如公式(4一2)、(4一4)以及(4一7)所述。在选泵时如果选不到性能合适的泵的话，也可以利用上述公式改变泵的转速来满足对泵的流量和扬程的要求。不过渣浆泵一般都只能减速，不能任意加速，以免损坏机件，造成事故。4.功率N和效率，渣浆泵的功率可分为有效功率N有效.轴功率N和配用功率N配三种。有效功率为侮秒钟泵对液体所作的净功，是液体在单位时问内从叶轮上所获得的有用能量，它可由泵的流量Q(米“/秒)、扬程11(米)、液体重度r(公斤/米3)计算出来。因为H是泵对1公斤液休所作的功，它乘以重量流量G(二丫·Q，见公式(_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》轴功率为泵叶轮轴从原动机〔一般为电动机)抉得的功率，泵铭牌上的功率就是指它。它比有效功率要人一些，!日为它有一部分能量消耗在泵内了。这部分能量v失包括液休的内、外泄漏所浪费掉的功，液体在泵内流动时的N1摔A力功，以及泵轴旋转时的所有叶轮盖板、轴封、轴承等机械摩擦损失功等。有效功率与轴功率之比，叫做泵的效率”，即勺之Nxr效N(4一6)泵效率反应了泵对动力的利用程度，是一个技术经济指标。”小的泵说明泵内损失大，效率低;”大的泵说明泵内损失小，效率高。铭牌上的效率为该泵的最高效率，如前面铭牌的那台泵，马达输出的轴功率2.07千瓦中只有百分之六一五点六，即2.07x0.656二1.36千瓦是有用功率，且当流量偏离20米3了时时，效率都要比它低。当泵的转速降低和叶轮直径改小时，则功率的变化可由公式(4一2)、(4一4)引山其关系式中N夕为叶轮直径由D:改小为D’x,I)'转速由n降低为n'后的轴功率。新泵在出，一时均配有电机。为防止电机因泵工作状况(简称工况)变化而超负荷，一般取电机的配用功率N配为轴功率的1.1-1.2倍。若需要自配电机时，则可由下式进行计算选配。Nw钊1.1一1.2)一其孕兰一千瓦IUZi1(4-8)〔例4-2)65Y-60A型离心油泵，在设计工况下操作时流量为每秒6.25升，扬程为49米，效率为49%，试问轴功率为多少千瓦?电机功率应选多大?解考虑到油泵在试车时以水作介质运转，而水的重度又大于油品的重度，所以在计算功率时丫应以水.y,.o根据题意，Q=6.25升/秒二。.00625米“/利.由公式(4一6)、〔4一5)得轴功率由公式(I一8)取系数为1.2(因为功率位较小，系数就应取得大些)，电机的配用功率为;NN1二1.2N二1.2x6.13=7.35千瓦实际上按电机规格选7.5千瓦。`a5.允许吸上真空度CHS〕和允许汽蚀余量CAh〕允许吸上真空度和允许汽蚀余fit都是用来表示泵的吸入性能的，它们是确定泵安装高度‘一般为Z:，泵相对于吸液池液面的标高值)的重要依据，只是两者用不同的表示方法而已。我国的水泵、耐腐蚀泵常!]j允许吸卜真空度内I,'表示，油泵常用允许汽蚀余量C}1h}发示(参见附录)。我们知道，泵的吸液过程只有在泵内产生真空度(相对于吸液池液面iF'.力).A,能进行，i此A空度是有一定限度的，泵内真空度升高，标志着绝对压力降低.当真空度升高到一定程度时，或者说泵内的绝对压力降低到一定程度时，泵就要发生一种“汽蚀”现象。所谓“汽蚀”现象，就是当泵进口附近液体的绝对玉力降低并写操作VIA度下液体的饱和蒸汽压P二相等时，液体将发生汽化，产生大最汽泡。随后。汽泡跟着液体被带到压力较高的地方时，又会急剧凝缩成液，汽泡周围的液体质点就以极大的速度冲向汽泡中心，产生猛烈的、颇率很高的水击，水击时，叶轮表面献局部应力可高达儿百个大气Eho经常发生汽蚀的泵在检修时可以看到叶轮上有麻点:或蜂窝状的一小块一小块剥蚀破坏，致使有的泵叶轮更换后使用不到儿个月就被汽蚀穿透了(如图4一1所示)。汽蚀时泵产生振动和噪音，并使性能下降，I}重时甚至液流中断，可见汽蚀对泵_一从别遭》:、的危害性之大。允许吸上真空度〔1711)是为避免泵在汽蚀情况下工作而规定的一个参数，它是由制造厂从泵迸口试验测出的最大真空度再减去0.叹或0.5米〕的安全量之后的“允许，lei.,即使用单位力泵l一作时的进口真空度不能超过它，否则将发生汽蚀，影晌泵的ij:常工作。泵铭牌或性能表上的允许吸_匕真空度为额定工况下的指标，当流量不同时，CHS^i是不同的。同时〔HS〕又是泵制造厂以水为介质在温度等于2。℃和大气压力为一个标准大气压下测得的，如果使用单位的液体重度、操作温度和液面压力跟上述不同时，必须对铭牌上的允许吸上真空度加以修正，修正公式为CH-ISD，二一10'匕(0.1CHs)-1.009、P』一Pv)丫_米液柱(4-10)式中〔HSY/按操作条件修正后的允许吸上真空度;Pl--吸入容器液面压力公斤l迷z，若吸液池是敞开的，则P、应以当地大气压力p大气代入，P大气随海拔高度而变化的值见表1-1;丫—液体重度，可查附录二、三;Pv—操作温度下液体的饱和蒸气压，公斤/厘米名，对于水的Pv查附录二，对于其它液休可查图4一5或别的有关手册。〔例4一3〕从3BA-9型泵的铭牌上看到允许吸上真空度为5米，现将这台泵安装在海拔为500米的地方，从敞空度为5米，现将这台泵安装在海拔为500米的地方，从敞开槽中抽送60℃的水，RCHs〕应作如何修正?解从表1一1和附录二分别查得:Pkt二。.97公斤/厘米aP，二0.2031公斤/厘米z"y=983.2公斤/米a从题中又知〔HS)=5米水柱，把它们代入公式(4-10)得，大气一Pv/丫即在此操作条件下，该泵的允许吸上真空度只有2.62米。从对允许吸上真空度的分析，我们已经得到这样一个概念:要使泵不发生汽蚀而可靠地运行，泵入口的压力不能过低。也可以这样说:泵入口处液体所具有的能量(包括静压头PA-和动压头一CA)应该超过它的汽化压力能的某一数值时，才能防止汽蚀的产生。这部分超过的能量，就取名为“汽蚀余量”，用△h表示，即PA+李-一=6h米yZg丫(4-11)当泵刚刚发生汽蚀时的汽蚀余量为泵的最小汽蚀余量6hmiu(或叫入口动压降)，制造厂也是从泵的试验中获得的。其实此时并没有“余量”，因此起码要再加上0.3米，才成为允许汽蚀余量c△1]1=Atmin+0.3米(4-12)影响Ahiin的主要因素是泵吸入室和叶轮入口的几何形状，以及泵的转速和流量等，当转速由a变化到『时，〔△h〕的变化可近似地取，(4-13)n式中〔Ah]为转速n时的允许汽蚀余景。允许吸上真空度〔Ifs〕和允许汽蚀余量CAh〕之间有如下关系，必要时可以进行换算，和〔△h〕都是说明泵的吸入性能好坏的，CH5)高的泵与叮△h〕低的泵具有同样的意义，它说明该泵吸入性能好，不容易发生汽蚀。反之，CH〕低的或〔Ah7高的泵吸入性能就差，容易发生汽蚀。吸入性能差的泵其安装高度Z;就要低，以至只有低于吸液槽泵才能很好地工作。但安装位置低的泵不一定都是吸入性能差的泵，有的是根据工艺要求决定这样安装的。在泵叶轮进口前加装诱导轮，是改善泵吸入性能的有效措施。