综上分析可知,泵的安全工作区,应该在最小流量与最大流量之间。如果是调速泵,用相似抛物线可给出泵安全工作的范围。如图3所示,泵在某转速下工作的性能曲线H-Q,B为该转速下泵的最大流量。过B点的相似抛物线OB,为泵在不同转速下的最大流量界限点。H—Q曲线上的A点,为该转速泵的最小流量。过A点的相似抛物线OA,为泵在不同转速下的最小流量界限点。泵的安全工作范围在OB与OA相似抛物线范围内。泵在变速运行时,如果工作点落在OB曲线以右区域,则一定要通过相应措施,使泵工作点移动至OB曲线以左。
五、提高离心泵汽蚀性能的措施
根据离心泵汽蚀的理论分析,由于离心泵发生汽蚀的临界点就是NPSHr=NPSHa,要使离心泵不发生汽蚀, 必须增大NPSHa和减小NPSHr。提高离心泵汽蚀性能的措施主要从提高有效汽蚀余量NPSHa和必需汽蚀余量NPSHr两个方面进行。
5。1提高泵的有效汽蚀余量NPSHa
根据有效汽蚀余量的公式,可以从如下五个方面考虑提高泵有效汽蚀余量:
1)增加泵前储液罐中液面上的压力pA来提高NPSHa。在长距离输油管道中,可要求正压进泵或配备给油泵。
2)降低泵的安装高度Hg,可以显著提高NPSHa。如果将吸上装置改为倒灌装置,此时的Hg为负值。
3)减少泵前管路上的个损失hA-s,可以提高NPSHa。例如采取缩短管路,减小管路中的流速,尽量减少弯管或阀门(减小局部阻力损失),或尽可能加大吸入管路上阀门的开度等。
4)通过降低输送液体的温度,使其饱和蒸汽压下降也可达到提高NPSHa的目的。
5) 在叶轮吸入口前加装诱导轮。诱导轮是与主叶轮同轴安装的一个类似轴流式的叶轮,其叶片是螺旋形的,叶片安装角较小。使液体通过诱导轮生压后流入主叶轮,因而提高了主叶轮的有效汽蚀余量改善了泵的汽蚀性能。文献综述
5。2减小必须汽蚀余量NPSHr
另一方面,从离心叶轮机械内流理论出发,深入研究汽蚀机理, 将其应用于抗汽蚀叶轮的研制和开发中, 对叶轮进行最优化设计,从而减小离心泵的必需汽蚀余量NPSHr。
因此,根据泵汽蚀基本方程式:
1——压降系数,一般情况下为1。0~1。2;
2——液体绕流叶片头部的压降系数,液体无冲击流入叶片的情况下为0。3~0。4;
c0、w0——分别为在叶片入口处稍前一点截面的液流绝对速度和相对速度。
由汽蚀的理论公式可知, 要减小NPSHr , 必须通过减小υ0、w0 、 来实现。而这三者都与叶轮的结构形状有着密切的关系, 叶轮结构的选择将直接影响水泵汽蚀性能, 因此, 采用合理的叶轮结构和形状, 对提高叶轮自身的抗汽蚀性能具有特别重要的意义。
根据本文理论分析,通过叶轮的优化设计来提高离心泵的汽蚀性能主要有以下几个方面:
1)适当增大叶轮进口直径D1。流量不变的情况下, 进口液流的绝对速度和相对速度都是吸入管径的函数, 所以直径D1 对泵汽蚀特性的影响可以利用方程来深入分析。从防止汽蚀的观点来看, 分析结果表明在改善汽蚀性能上存在最佳的叶轮进口直径。当叶轮进口直径增大到此最佳值时, 进口处的流速减小, 使汽蚀性能得到提高。如果继续增大, 则对于给定流量来说, 进口直径过大了, 在叶轮进口部分所形成的停滞区和反向流将会使汽蚀性能恶化。
2)增加叶轮叶片进口宽度b1。在泵的工况不变的情况下, 可以增大叶片进口边处流道宽度b1来增加泵叶轮中液流的实际进口面积。因为增大b1 会使液流绝对速度的轴面分速度减小, 所以汽蚀性能将得到改善, 而水力效率和容积效率却并不减小[3] 。