叶片泵与风机原理复习参考
异步电动机作为原动机,转速随负荷而变化。试验完了之后必须把各试验转速下的性能值换算为额定转速下的值,这种换算就是按比例定律进行的。
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7. 泵的并联、串联运转分析;泵的调节
7.1泵的串联运转
在泵装置中,若一台泵的扬程不能满足要求,或者是为了改善泵的气蚀性能,常将两台
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泵串联运转。如图9—6。两泵串联时的总扬程等于两泵在相同流量时的杨程之和,两泵流量必然相同。为了保证两泵在高效率区工作,要求它们最佳工况点的流星相等或相近。
图中Ⅰ、Ⅱ分别为不同的两台泵单独运转特性曲线,将两泵在相同流量下的扬程相加,即可得总扬程曲线Ⅲ,它与装置特性曲线Hc=f(q)交于M点,自M点作垂线,交泵特性曲线于AⅠ、AⅡ,即分别为两泵的运转工况点。
当两台不同特性的泵串联运转时(图9—7),串联合成特性曲线为A,在q<qB的个点,(如A点),两泵均能正常工作,当q>qB时,两泵的总扬程小于泵Ⅱ的扬程,若泵I作为串联工作的第一级,则泵I变为泵Ⅱ吸入侧的阻力,使泵Ⅱ吸入条件变坏,有可能成为汽蚀的
原因,若泵I作为串联工作的第二级,则泵I变为泵Ⅱ排水侧的阻力,泵I处于水轮机工作状态。我们称这种工况点是水泵的非正常运转工况。所以,在上述两泵串联的系统中如果要求管路的流量大于qB是不合理的。
7.2 相同特性泵的并联运转
图HⅠ(HⅡ)是单独一台泵的特性曲线。HⅢ是两泵并联合成的特性曲线。它是在相同扬程下两泵流量相加得到的。一台泵单独运转时的工况点为A1、合成工况点是A,各泵的实际工况点为B。一台泵运转时,流量为qA1,两台泵并联运行时的合成流量为qA。因qA=2 qB<2 qA1 ,即是说,由于存在管路阻力,即使用两台泵并联运行,总的合成流量也小于单独运行流量的2倍。并联运行的流量随装置特性曲线变陡而减小。
7.3 两台不同特性泵的并联运转
图中,HⅠ和HⅡ是两泵单独运行时的特性曲线,HⅢ为两泵并联合成特性曲线。当装置特性曲线为R1时,合成工况点为A点,实际两泵的工况点为B1、B2点。其流量小于两台泵单独运行时流量qB1和qB2之和。当装置特性曲线为R2时,关死点扬程低的泵HⅡ在流量为零的工况下运转。这时泵消耗的功率使液体加热,有可能出现事故。如果泵Ⅱ无逆止阀,水将通过泵BⅡ倒流,并引起该泵反转。由以上两例可知,泵并联运转按扬程相等分配流量。
7.4泵运转工况的调节
改变泵运转工况点称为泵的调节。泵的工况点
是泵特性曲线和装置特性曲线(管路阻力曲线)的交点。所以,改变工况点有三种途径:1改变泵的特性曲线;2改变装置特性曲线;3.同时改变泵特性曲线和装置特性曲线。 一、改变泵特性曲线的方法
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(一)变转速调节 图5—2la绘出了不同转速时泵的特性曲线,装置特性曲线
和相似抛物线。由图可知。如不改变装置特性曲线,改变转速后的工况点可能偏离最高效率工况点。只有使装置特性曲线和改变转速后的
相似抛物线接近时,才能使改变转速后的工况保持高效率。 (二)改变叶片角度调节 适用于轴流泵和斜流泵。 二、改变装置特性曲线的方法 1 阀调节
2旁路分流调节,这种方法适合于轴功率随流量增加而减小的泵。
8. 汽蚀机理;对泵的危害,基本方程(不用推导)
8.1 泵汽蚀现象概述
1893年,人们确认英国一台驱逐舰螺旋浆的破坏是汽蚀的结果。这就是汽蚀现象的首次发现。之后、对螺旋桨、水轮机和水泵等水力机械的汽蚀问题进行了大量研究。随着机器向高速的方向发展,汽蚀一直是水力机械中至关重要的问题。
一、 汽蚀的发生过程
液体汽化时的压力为液体的汽化压力(饱和蒸汽压力),液体汽化压力的大小和温度有关。温度越高,由于分子运动更为剧烈,其汽化压力越大。20℃常温清水的汽化压力为233.8Pa(0.0238 kgf/cm2),而100℃水的汽化压力10l 296Pa(1.033kgf/cm2)(一个大气压力)。所以常温(20℃)清水当压力降为233.8 Pa时,就开始汽化,可见在一定温度下压力是促成液体汽化的外界因素。
液体在—定温度下,降低压力至该温度下的汽化压力时,液体便产生气泡。把这种产生气泡的现象称为汽蚀。但是,气泡内的气体,实际上不完全是蒸汽,还包含着以溶解或核的形式存在的气体(主要是空气)。液体中溶解的气体由于扩散而进入气泡中,将助长气泡的成长。
汽蚀时产生的气泡,流动到高压处时,其体积减小以至破灭。这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象标为汽蚀的溃灭。
汽蚀的发生可以分为以下几个阶段:
1 初生阶段 用肉眼或其它手段检测出汽蚀的发生
2 发达阶段 初生阶段进一步发展,成为激烈发生的阶段 3 终结阶段 由于压力上升气泡消失的阶段
泵在运转中,若其过流部分的局部区域(通常是叶轮叶片进口稍后的某处),因为某种原因,抽送液体的绝对压力下降到当时温度下的汽化压力时,液体便在该处开始汽化,产生蒸汽、形成气泡。这些气泡随液体向前流动,至某高压处时,气体周围的高压液体致使气泡急骤地缩小以至破裂(凝结)。在气泡凝结的同时,液体质点将以高速填充空穴,发生互相撞击而形成水击。这种现如发生在固体壁上将使过流部件受到腐蚀破坏,上述产生气泡和气泡破裂使过流部件遭到破坏的过程就是泵中的汽蚀过程。
二、 泵产生汽蚀时的现象(危害)
1.产生噪声和振动 由于泵汽蚀时,气泡在高压区连续发生突然破裂,以及伴随的强烈水击,从而产生噪声和振动,可以听到像爆豆似的劈劈啪啪的响声。根据噪卢可以检测汽蚀的初生。但是,把这种汽蚀噪声和周围环境的噪声以及机器内部因水流冲击而产生的噪卢区别开来,定量地确定其程度是相当困难的。在这种情况,注入少量空气可以缓冲噪声、振动以及对金属的破坏。
2.过流部件的腐蚀破坏 泵长时间在汽蚀条件下工作时,泵过流部件的某些地方会遭到腐蚀破坏。这是因为气泡在凝结时金属表面受到像利刃似的高频(600一25000H2)强烈冲
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