不同液體的氣蝕余量換算法
2014-07-23
為了保證水泵有正常的吸水條件, 必須防止泵內(nèi)產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象。一般地, 水泵的吸水性能采用允許吸上真空高度和氣蝕余量兩個參數(shù)來衡量。
根據(jù)水泵裝置吸水管路系統(tǒng)的水力參數(shù)和管路中的流量來確定的氣蝕余量為有效氣蝕余量。具體地說, 水泵輸送某一液體時, 泵入口處所具有的能量(包括靜壓頭和動壓頭) 與液體汽化壓力能的差值即為有效氣蝕余量, 用Δha 表示。Δha 與泵的結(jié)構(gòu)無關。
水泵運轉(zhuǎn)時不發(fā)生氣蝕的必要條件是Δha 值大于某一規(guī)定值〔Δh〕, 即: Δha > 〔Δh〕, 〔Δh〕定義為允許氣蝕余量。通過氣蝕試驗等手段, 水泵制造廠可測出氣蝕余量臨界值Δhc r , (Δhc r 為泵內(nèi)壓力等于液體的汽化壓力能hv a 時的有效氣蝕余量) , Δhc r 再加以適當?shù)陌踩Ａ? 即為〔Δh〕;
一般清水泵的安全裕量取0130m , 故允許氣蝕余量〔Δh〕為:
(Δh〕= Δhc r + 0.30 (m) ( 1 )
水泵廠提供的樣本上的允許氣蝕余量〔Δh〕是在常溫下(20 ℃) 用清水做實驗所測定的, 當水泵所輸送的液體的性質(zhì)與水不同時, 其允許氣蝕余量也與之不同; 在已知某臺泵輸送清水時的〔Δh〕后, 可以此來求出輸送其它液體時的允許氣蝕余量〔Δh〕′。下面介紹兩種根據(jù)〔Δh〕換算出〔Δh〕′的方法。
氣蝕余量校正量Δht 法是通過泵在相同揚程下輸送水和其它液體, 在發(fā)生氣蝕時造成一個可測的揚程損失ΔH 后, 對兩者的氣蝕余量進行比較而確定Δht 值的。其它液體的氣蝕余量為水的氣蝕余量減去一個校正量Δht , 即:
〔Δh〕′= 〔Δh〕- Δht (m) ( 2 )
Δht 是通過熱力氣蝕準則B 和汽化壓力能hv a(Pva/γ ) 來確定的。
(1) 熱力氣蝕準則B 。氣蝕過程中液體的沸騰是一種熱力過程, 它取決于液體的性質(zhì), 諸如壓力、溫度、汽化潛熱和比熱等。發(fā)生氣蝕時, 泵內(nèi)的蒸汽容積對液體容積之比定義為熱力氣蝕準則,用B 表示。即:
B =V V/V L( 3 )
式中: V V ———泵內(nèi)蒸汽的容積;
V L ———泵內(nèi)液體的容積。
(2) 熱力氣蝕準則B1 與汽化壓力能hv a 的關系。進行不同液體的氣蝕余量校正量Δht 試驗時,取Δht = 0.30m , 并有:測定不同液體的B1 值及其與汽化壓力能hva的關系。試驗結(jié)果表明, 隨著hva 的增大, B1 值不斷減小。以hva為橫坐標, B1 為縱坐標, 選用雙對數(shù)比例尺作圖, B1 與hva 的關系為一直線, 直線的斜率約tg37°。
(3) Δht 的求解。對氣蝕余量校正量Δht 試驗的資料綜合分析后, 有如下關系式:
B1 · (Δht ·hv a ) 3/ 4 = 22.5 ( 6 )
Δht =(64/hv a)·B - 4/3 (m) ( 7 )
由B1 與hv a 可求得B1 , 將B1值代入式(7),可根據(jù)液體的汽化壓力能hv a 求得氣蝕余量的修正值Δht , 進而將Δht 代入式(2) 即可確定不同液體的允許氣蝕余量〔Δh〕′。
(4) 氣蝕余量修正系數(shù)KΔh 法。當泵輸送原油、硫酸等粘度比水大的液體時, 泵內(nèi)因摩擦阻力增大而能量損失增加, 使泵的流量、揚程減小, 效率降低, 軸功率和氣蝕余量增大。對于增大了的氣蝕余量值〔Δh〕′, 可采用氣蝕余量修正系數(shù)KΔh 法計算。液體粘度超過0.20cm2 / s 時, 用下式:
〔Δh〕′= KΔh ·〔Δh〕( 8 )
式(8) 中的KΔh值查表可得。可見, KΔh法系根據(jù)液體粘度的大小不同分別采用不同的圖表計算〔Δh〕′值。
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