1、確定進(jìn)口處液體溫升的原則:液體溫度升高時(shí),其飽和蒸汽壓相應(yīng)增大,應(yīng)使NPsHa>NPsHr
進(jìn)口處液體溫升:可采用下式計(jì)算:
△t=(1-Ef)H/CpEf
式中 △t—進(jìn)口處在操作工況下的溫升,K;
Ef—泵在運(yùn)行時(shí)泵效率,%;
H—泵運(yùn)行工況時(shí)揚(yáng)程,m;
Cp—液體的定壓比熱容,J/(kg.K)。
2、進(jìn)口液體的允許溫升△ta:根據(jù)上述方法計(jì)算出的溫升值,求得溫升后的溫度t2(t2=t1+△t),參考有關(guān)資料查出t2的液體的飽和蒸汽壓,加上進(jìn)口側(cè)的有效汽蝕余量(換算為壓強(qiáng)),即可得出進(jìn)口處的壓力。再根據(jù)此壓力查出對(duì)應(yīng)的飽和溫度t≥,允許溫升值為:
△ta=t'2-t1
式中tl—進(jìn)口處溫度。
應(yīng)滿足 △ta≥△t
3、最小連續(xù)熱流量下的效率:可用下式計(jì)算式中
Ef=H0/102 △taCP+H0
H0—泵在關(guān)閉時(shí)流量近似為零時(shí)揚(yáng)程,m;
△t—允許溫升,K;
Ef—泵在連續(xù)熱流量時(shí)的效率,%。
4、水泵的最小連續(xù)熱流量:根據(jù)計(jì)算得出的Ef值,可從已選定泵的特性曲線p-Ef上查出對(duì)應(yīng)的流量值,此即為廣一水泵的最小連續(xù)熱流量值。
在工程中,為了簡(jiǎn)便起見,也可利用實(shí)際經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定離心泵的最小連續(xù)熱流量。有的資料,對(duì)最小連續(xù)熱流量近似地采用額定流量的30%~40%,對(duì)國產(chǎn)某些較小Y型油泵,有此實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)。而且,還可用經(jīng)驗(yàn)的允許溫升值來估算泵的最小連續(xù)熱流量,經(jīng)驗(yàn)值如下:
(1)鍋爐給水泵:取8~10℃,最大不超過12~15℃。
(2)石油產(chǎn)品泵:可取8~8.5℃,但對(duì)密度小于0.65的烴類,不宜采用此值,汽油可取5℃。
(3)液化石油氣泵:△ta可取1℃。
如果得不到泵的最小連續(xù)熱流量值,對(duì)一般廣一水泵來說,可近似地按泵的額定流量30%~40%估算。
除了以上方法之外,國外學(xué)者還提出一些新的計(jì)算離心泵安全操作最小流量的方法。根據(jù)1988年在美國休斯敦召開的第五屆國際泵學(xué)術(shù)會(huì)議的報(bào)道,有一種更簡(jiǎn)易的計(jì)算
安全運(yùn)行最小流量的公式,其思路是:離心泵安全操作的最小流量,可根據(jù)葉輪內(nèi)發(fā)生再回流的流量再加上足夠的安全余量來決定�?筛鶕�(jù)半經(jīng)驗(yàn)的方法計(jì)算泵內(nèi)發(fā)生再回流起始流量。而安全余量取決于泵尺寸、轉(zhuǎn)速、輸液密度等。
在泵的H-Q特性曲線上,可以設(shè)定若干重要的流量點(diǎn)。當(dāng)流量所對(duì)應(yīng)的液流角與葉片角一致時(shí),稱為無沖擊流量,船P(最佳效率點(diǎn))是泵內(nèi)多種水力損失總和為最小的點(diǎn),但各項(xiàng)單獨(dú)的損失并不是最小。當(dāng)流量小于BEP的流量時(shí),內(nèi)回流起始情況
在給定的許用凈正吸人壓頭NPSHa,此時(shí)泵尚能夠防止汽蝕。但在某個(gè)小流量時(shí),由于葉輪、擴(kuò)壓導(dǎo)葉或蝸殼產(chǎn)生的液體流動(dòng)作用力現(xiàn)象,軸承、密封的壽命會(huì)受到損失。在非常小的流量時(shí),由于嚴(yán)重的汽蝕與兩相流機(jī)制的上升,會(huì)造成大的軸向與切向運(yùn)動(dòng),如上述,在極小流量時(shí),泵無效率,使泵所送流體溫度明顯上升。目前可以對(duì)最小操作流量的技術(shù)規(guī)范加以必要的解析。例如對(duì)輕烴泵,最關(guān)心的是入口時(shí)蒸發(fā)超過了對(duì)密封與軸承壽命的關(guān)心,因此,溫升成為限制最小操作流量的準(zhǔn)則,對(duì)于單級(jí)揚(yáng)程較小的泵,泵在有
富余的腳下運(yùn)行,從腐蝕觀點(diǎn)來看,葉輪壽命成為限制最小操作流量的準(zhǔn)則;對(duì)于高揚(yáng)程廣一水泵,在內(nèi)回流時(shí)有嚴(yán)重振動(dòng)而無法容忍,因此內(nèi)回流的起始流量成為限制最小操作流量的準(zhǔn)則。
除了以上建議外,有的學(xué)者還按離心泵的可靠性來考慮。
由于回流起始是關(guān)鍵因素,因此可按下式計(jì)算最小操作流量:
Qmin=QsrKlK2K3K4K5
式中 QSR——內(nèi)回流起始流量;
K1—功率強(qiáng)度的因素;
K2—液體密度的因素;
K3—汽蝕影響因素;
K4—運(yùn)行間斷性因素;
K5—機(jī)械設(shè)計(jì)容量的因素。
其中內(nèi)回流起流量可參考下式求得:
QDR=2.55ωD31(1一S2){tgβl[1-0.209(β1-9.5)0.4]
式中ω—角速度;
D1—吸人口直徑;
S—葉輪出口和人口直徑比;
β—葉輪吸人角。
系數(shù)K1與轉(zhuǎn)速的2次方,直徑的4次方成正比,因此又可近似認(rèn)為K1是流量與轉(zhuǎn)速的函數(shù),基于此。
關(guān)于密度因素砭,由于該力是直接隨輸送液體的密度而增加,故可認(rèn)為砭即等于密度。
關(guān)于汽蝕影響因素配,汽蝕的產(chǎn)生增加了不穩(wěn)定力的數(shù)量值。進(jìn)一步說,汽蝕影響對(duì)端部吸人泵最顯著。在葉輪前頭部位及靠近中心線區(qū),由于充滿蒸發(fā)汽泡,該汽泡的生長與崩潰時(shí)會(huì)產(chǎn)生顯著的不穩(wěn)定力。
為與NPSHa/NPSHr的比值有關(guān)。對(duì)端部吸人的廣一水泵,允許取較小的安全余量,關(guān)于操作間斷性因素腸在最小操作流量時(shí)是連續(xù)還是問歇性運(yùn)行影響著泵預(yù)期的壽命,腸值可按下式?jīng)Q定:
(1)連續(xù)操作時(shí)K4=1.0;
(2)間斷操作時(shí)K4=0.7(指斷續(xù)時(shí)間少于總操作時(shí)間的25%)。
關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)因素悠,機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量嚴(yán)重影響最小流量。軸的偏斜、軸承載荷系數(shù)、機(jī)械密封的選擇、密封環(huán)境的穩(wěn)定性等都影響最小流量。但這些都無法定量。通常,對(duì)于中型廣一水泵,如果轉(zhuǎn)子長徑比(L3/D4)小于100時(shí),K5可取小于1。

