离心泵安装高度的探讨

内江师范学院学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＥＩＪＩＡＮＧＮＯＲＭＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ第２７卷第１０期Ｎｏ．１０Ｖｏｌ．２７离心泵安装高度的探讨沈王庆１，李国成２＊（１．内江师范学院化学化工学院，四川内江６４１１００；２．江宁区湖熟镇中心医院，江苏南京２１１１２１）摘要：离心泵产品说明书中的安装高度与吸上真空高度的关系式是在外压９．８１×１０４Ｐａ下输送２０℃清水时的测定结果．当外压不为９．８１×１０４Ｐａ时，或流体温度不是２０℃清水时，离心泵的安装高度与吸上真空高度的关系式会相应发生调整．为了探讨离心泵的安装高度，利用允许吸上真空高度，从外压和输送对象两方面对离心泵的安装高度进行探讨，得出了安装高度与允许吸上真空高度的三个关联式．关键词：离心泵；安装高度；伯努利方程中图分类号：Ｏ６－３２文献标志码：Ａ文章编号：１６７１－１７８５（２０１２）１０－００９２－０２离心泵的安装高度是流体输送设备中的重要内容，无论对学生的理论学习还是实际应用都具有十分重要的意义．确定离心泵的安装高度是使用离心泵的一个重要问题，离心泵的安装高度过高会造成离心泵产生气蚀现象［１－８］．１离心泵的高度方程式根据实际流体的伯努利方程推导出的离心泵的高度方程式为Ｈｇ＝ｐａ－ｐ１ρｇ－ｕ２１２ｇ－∑Ｈｆ＝Ｈｓ－ｕ２１２ｇ－∑Ｈｆ．（１）（１）式中ｐａ为槽面大气压强，ｐ１为泵入口压强，ｐ为输送的流体密度，ｕ１为入口流速，∑Ｈｆ为流体在管道里流动时的阻力损失．在外压、流速和阻力损失一定时要使泵的安装高度越高，ｐ１应越小，但ｐ１不能小于相应温度下输送流体的饱和蒸汽压，否则流体将在泵的入口处变为气体，容易引发气蚀现象［１］．其中，Ｈｓ称为允许吸上真空高度，其值可由实验测得，离心泵产品说明书中的值是在ｐａ为９．８１×１０４Ｐａ下输送２０℃清水时的测定结果［１］．但是在实际操作中，外压往往不等于９．８１×１０４Ｐａ，输送对象也不一定是２０℃清水，这时离心泵的安装高度随外界条件的改变而可以发生变化．本文从外压和输送对象两方面对离心泵的安装高度进行探讨，通过本文的研究可以使学生们更好地理解离心泵的安装高度，熟练掌握离心泵和伯努利方程的相关知识，扩大学生们的思路，提高学生们的学习兴趣［９－１０］．１．１外压改变当外压不等于９．８１×１０４Ｐａ时，此时设外压为ｐ，则Ｈｇ＝ｐ－ｐ１ρｇ－ｕ２１２ｇ－∑Ｈｆ＝ｐａ－ｐ１＋ｐ－ｐａρｇ－ｕ２１２ｇ－∑Ｈｆ＝ｐ－ｐａρｇ＋ｐａ－ｐ１ρｇ－ｕ２１２ｇ－∑Ｈｆ＝ｐ－ｐａρｇ＋Ｈｓ－ｕ２１２ｇ－∑Ｈｆ．（２）１．２流体的温度改变当外压为９．８１×１０４Ｐａ，流体为水，但水的温度不是２０℃清水时，或流体是其它种类时，此时（１）·２９·＊收稿日期：２０１２－０５－１１作者简介：沈王庆（１９７４－），安徽安庆人，内江师范学院副教授．研究方向：化工化工艺．通讯作者：李国成，南京江宁人，医师．研究方向：血检２０１２年１０月沈王庆，李国成：离心泵安装高度的探讨式中的密度和饱和蒸汽压就可能发生变化，设此条件下的密度为，泵入口的饱和蒸汽压强设为ｐ２，则由式可得Ｈｇ＝ｐａ－ｐ２ρ′ｇ－ｕ２１２ｇ－∑Ｈｆ＝ρρ′ｐａ－ｐ１＋ｐ１－ｐ２ρｇ－ｕ２１２ｇ－∑Ｈｆ＝ρρ′Ｈｓ＋ｐ１－ｐ２ρ（）ｇ－ｕ２１２ｇ－∑Ｈｆ．（３）１．３流体的外压和温度均改变当外压不为９．８１×１０４Ｐａ，流体的密度也不是２０℃清水时，则由（１）式可得Ｈｇ＝ｐ－ｐ２ρ′ｇ－ｕ２１２ｇ－∑Ｈｆ＝ｐ＋ｐａ－ｐａ＋ｐ１－ｐ１－ｐ２ρ′ｇ－ｕ２１２ｇ－∑Ｈｆ＝ρρ′ｐ－ｐａ＋ｐａ－ｐ１＋ｐ１－ｐ２ρｇ－ｕ２１２ｇ－∑Ｈｆ＝ρρ′ｐ－ｐａρｇ＋Ｈｓ＋ｐ１－ｐ２ρ（）ｇ－ｕ２１２ｇ－∑Ｈｆ．（４）２实例讨论一台离心泵，流量为２０ｍ３·ｈ－１，扬程为３０２．１５ｋＰａ，转速为２９００ｒ／ｍｉｎ，允许吸上真空高度为７０．６３ｋＰａ，泵的流量和扬程均符合要求，若已知管路的全部阻力为１９．６２ｋＰａ，大气压为９．８１×１０４Ｐａ．当输送的清水为２０℃时，泵的安装高度可以直接利用公式（１）计算泵的安装高度；当输送９０℃清水时泵的安装高度用公式（３）来计算泵的安装高度；当外压变变为１３．６×１０４Ｐａ，输送９０℃清水时泵的安装高度可利用公式（４）来计算泵的安装高度．此时按相应条件计算出离心泵的安装高度，经试验检验没有出现气蚀现象．３结论离心泵产品说明书中的安装高度与吸上真空高度的关系式是在外压９．８１×１０４Ｐａ下输送２０℃清水时的测定结果．当外压不为９．８１×１０４Ｐａ时，或流体温度不是２０℃清水时，离心泵的安装高度与吸上真空高度的关系式会相应发生调整．参考文献：［１］周云龙，刘永奇，薛广鑫，等．基于ＥＭＤ和边际谱频带能量的离心泵汽蚀故障诊断［Ｊ］．化工学报，２０１２，６３（２）：５４５－５５０．［２］周永新．应用模态分