离心泵的安装高度的确定.
合理确定离心泵安装高度,防止发生汽蚀
合理确定离心泵安装高度，防止发生汽蚀摘要：简要叙述了离心泵产生汽蚀的原因以及汽独造成的危害。
通过分析产生汽性的原因得出：合理控制离心泵的安装高度即可有效地防止汽恤的产生。
在此基础上给出了计算离心泵安装高度的计算公式，利用该公式可有效地防止汽独现象的产生。
关键词：离心泵；汽蚀；安装高度1 引言之所以需要在安装离心泵之前对泵的安装高度进行准确预测，是为了确保离心泵在设计工况下不会发生汽蚀的问题。
虽然在一般情况下离心泵的性能完全与使用要求一致，但是如果在安装过程中没有对其安装高度进行准确测量，那么就可能因为汽蚀而导致离心泵性能无法满足设计的要求。
2 汽蚀产生原理及危害汽蚀现象形成的过程是：在离心泵运转过程中，泵内部分地方的压力可能受到某些因素的影响而使其降低到介质的饱和蒸汽压力，这样介质就会在气化的作用下形成汽液流。
大量气泡从介质中离析出来之后便会随着介质的流动而向前运动，一旦流到高压区，气泡周围的介质流便会受到高压的影响，而使其压力增高，由此气泡周围的介质流质点会以非常快的速度冲向气泡中心，在挤压作用下气泡则会爆炸，之后气泡中的汽体又会再次凝结成介质，介质锤则是在介质流质点之间相互冲撞的作用下形成的。
离心泵的叶轮和壳体会因介质锤的高压作用而发生塑性变形和部分硬化，并由此导致金属性质发生改变，逐步脆化的金属表面会出现裂纹和剥落现象，最终造成叶轮或泵壳蚀坏而断裂。
离心泵发生汽蚀的危害：（1）汽蚀过程中形成巨大的噪声和振动；。
（2）使离心泵的性能降低，流量减少，扬程和效率降低。
（3）叶轮和部件可能由此遭受腐蚀，而离心泵的寿命也会因此而减少。
3 离心泵安装高度的确定从离心泵汽蚀过程和产生的危害中我们可以了解到汽蚀产生的两种原因：（1）离心泵的安装高度没有达到标准要求，例如，将离心泵架高至与锅炉介质一致，由此造成泵的人口静压偏小；（2）一般情况下离心泵人口管段阻力过大，对于较长和弯头太多的管道，吸人管道阻力而使损失增加。
管道离心泵的安装高度(精)
管道离心泵的安装高度管道离心泵的最大安装高度是通过其允许吸上真空高度Hs 来进行计算的。
要保证水泵运行不发生汽蚀，泵进口断面的吸上真空高度应不大于泵的允许吸上真空高度。
当实际吸上真空高度Hsa 等于Hs 时，安装高度达到最大值。
该安装高度的最大值称为离心泵的最大安装高度，要保证水泵在运行中不发生汽蚀，其实际安装高度Hss 应小于等于该泵的最大安装高度Hss.
管道离心泵的安装高度通常是指吸水池测压管水面至离心泵进水口计算断面的高差。
离心泵计算断面按泵的结构形式来确定，对于卧式离心泵，计算断面为通过泵轴心中心线的水平面；对于立式离心泵，计算断面是以通过叶轮叶片的进水边中心的水平面为计算断面。
列入12SH-19A 型双吸离心泵，流量为220L/s时，在泵样本中Q-Hs 查得其允许吸上真空高度为4.5m ，泵进口直径为300mm ，吸水管从喇叭口到泵进口的水头损失为1.0m ，当地海拔为1000m ，水温为40°c ，试计算该泵的最大安装高度Hss 。
首先对允许吸上真空高度Hs 进行修正水温为40°c 时，该泵最大安装高度为1.36m。
··离心泵的安装高度
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2．2．5 离心泵的类型与选用
二、 离心系的选用 • 1）确定输送系统的流量与压头 • 2）选择泵的类型与型号。 • 3）校核泵的性能参数
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二、 离心系的选用
确定输送系统的流量与压头
• 流量一般为生产任务所规定,根据输送系统的安排, 用伯努利方程式计算管路所需的压头
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2·2·4离心泵的安装高度 四、 允许吸上真空度HS
• 也可以用允许吸上真空度HS来计算泵的安装高度. • 同上,发生气蚀时,泵入口处的最小压头为
p1,min,/ρg • 若: p0 = pa (大气压)
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四、 允许吸上真空度HS
• 从吸人液面0－0至叶轮人口截面 1－1之间（参见图2－18）列机 械能衡算式，可求得最大安装高 度
• pa/ρg = Hg,max + p1min/ρg
+ u12/2g + ∑Hf (0-1)
Hg
• Hg,max = pa/ρg － p1min/ρg
－ u12/2g － ∑Hf (0-1)
P0
1k 1
• IS型 — 单级单吸式，示。 • D型 — 多级离心泵, 可
满足较高压头需求 • Sh型 —双吸式离心泵,可
输送较大流量.
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一、 离心泵的类型
耐腐蚀泵
• 输送腐蚀性液体时，必须用耐 腐蚀泵，耐腐蚀泵中所有与腐 蚀性液体接触的各种部件都需 用耐腐蚀材料制造，其系列代 号为“F”。但是，用玻璃、陶 瓷、橡胶等材料制造的耐腐蚀 泵，多为小型泵，不属于“F” 系列。
化工原理11.离心泵在管路中的运行
(2) 离心泵的选用 原则： ①
确定泵的类型
依据： a）输送流体的性质→清水泵、油泵、耐腐蚀泵等 b）现场安装条件→卧式泵、立式泵等 c）流量大小→单吸泵、双吸泵等 d）扬程大小→单级泵、多级泵等 ② 选择泵的具体型号
a）由管路所需压头、流量，确定泵压头、流量。
b）抗汽蚀性能好
c）经济性好：选择工作点下效率最高的泵。 。
离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会 发生 现象。 离心泵最常用的调节方法是 ( ) Ａ 改变吸入管路中阀门开度 Ｂ 改变压出管路中阀门的开度 Ｃ 安臵回流支路，改变循环量的大小 Ｄ 车削离心泵的叶轮 离心泵的调节阀 ( ) Ａ 只能安在进口管路上 Ｂ 只能安在出口管路上 Ｃ 安装在进口管路和出口管路上均可 Ｄ 只能安在旁路上
离心泵铭牌上标明的流量是指( ) A 效率最高时的流量 B 泵的最大流量 C 扬程最大时的流量 D 最小扬程时的流量 离心泵的工作点 ( ) Ａ 由泵铭牌上的流量和扬程所决定 Ｂ 即泵的最大效率所对应的点 Ｃ 由泵的特性曲线所决定 Ｄ 是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点 调节离心泵工作点的方法有＿＿＿＿＿＿，＿＿＿ ＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿。
1.气蚀现象
z
安装高度为Z
思考一个问题
当叶片入口附近K处的压强PK等于或小于输送温度下液体的 饱和蒸气压时有什么现象？
z
关于汽蚀的写法 ：“汽”与“气” 有待讨论
当气蚀发生：出现汽化现象→ 出现 → p↑后冷凝，填充空穴。 冲击压力 频率 几百个大气压
几万次/秒
气蚀的危害 •气蚀发生时产生噪音和震动，叶轮局部在巨大冲 击的反复作用下，表面出现斑痕及裂纹，甚至呈 海棉状逐渐脱落 • 液体流量明显下降，同时压头、效率也大幅度 降低，严重时会输不出液体。
离心泵安装高度的确定
因此 ， 水泵 的允 许安 装高 度应按 下 式计算 ： Ｈ许 安＝［ ｉ￣一（Ｏ—Ｈ ） ｈ Ｈ｝ ｊ １ Ａ 一（汽一Ｏ２ ） ．４ ］一
＝
吸
（） ５
一
［ －（０— ．） ０５ ４ １ ９７ －（ ．７—０２） 一 ． ］ ４
１４ ．７＝１３ （ ．６ ｍ）
根据 流量 、 入 口管径 ， 吸 求得
一
冲击 压力 可 以大 到 几 千 大 气压 ， 冲击 次 数 每 秒 可 达二 、 三万 次 ， 加上 析 出气 体 （ 如氧 ） 的化学腐 蚀 作
用， 造成 叶轮 表面 被破 坏成 蜂 窝或海绵 状 ， 种 现 这
３ 计算 根据 下 图 （ １ 所 示 列 泵 的 吸 水 面 （ — Ｉ 图 ） Ｉ 截面 ） 和泵 的吸水 口（ 一１截 面 ） 努 利 方 程 如 Ⅱ １ 柏
修正 ：
Ｈ许 真＝Ｈ 真 一（ Ｏ—Ｈ ）一（ 汽 一Ｏ ２ ） 许 １ Ａ ｈ ． ４ （） ｍ 式 中： Ｈ —— 安 装地 点 的大气 压 （ ｍ） （） ４
＝
（ ．１ ｏ ０ ８×
×ｏ７ ＋０ １ ） ．５ ．７ ×
查 海 拔 高 度 图 得 海 拔 高 度 为 ５０ 时 ＨＡ ０ｍ ＝
水 在 吸水管 中流 动的雷诺 数
Ｒｅ＝ —Ｎ１ ｘ Ｗ ２ｘ ｒ×ｌ３＝Ｑ Ｄ ｏ
—
式 中 ：ａ — 吸 水面 的大气 压强 （ｇｍ ） Ｐ— ｋ／ ２
Ｐ—— 泵 吸水 口处 的绝 对压强 （ｇ ｍ ） ２ ｋ／ ２ ｒ 水 的重 度 （ ｇｍ ） ｋ／ ３ Ｗ２ —— 吸水 口处 水 的流速 （ ／ ） ｍｓ
工作。
一
Байду номын сангаас
离心泵的安装高度
离心泵的汽蚀现象与安装高度一、离心泵的汽蚀现象离心泵的汽蚀现象是指被输送液体由于在输送温度下饱和蒸汽压等于或低于泵入口处(实际为叶片入口处的)的压力而部分汽化，引起泵产生噪音和震动，严重时，泵的流量、压头及效率的显著下降，显然，汽蚀现象是离心泵正常操作所不允许发生的。
避免汽蚀现象发生的关键是泵的安装高度要正确，尤其是当输送温度较高的易挥发性液体时，更要注意。
二、离心泵的安装高度Hg允许吸上真空高度Hs是指泵入口处压力p1可允许达到的最大真空度而实际的允许吸上真空高度Hs值并不是根据式计算的值，而是由泵制造厂家实验测定的值，此值附于泵样本中供用户查用。
位应注意的是泵样本中给出的Hs值是用清水为工作介质，操作条件为20℃及及压力为×105Pa时的值，当操作条件及工作介质不同时，需进行换算。
(1) 输送清水，但操作条件与实验条件不同，可依下式换算Hs1＝Hs＋(Ha－－(Hυ－(2) 输送其它液体当被输送液体及反派人物条件均与实验条件不同时，需进行两步换算：第一步依上式将由泵样本中查出的Hs1；第二步依下式将Hs1换算成H΄s2 汽蚀余量Δh对于油泵，计算安装高度时用汽蚀余量Δh来计算，即用汽蚀余量Δh由油泵样本中查取，其值也用20℃清水测定。
若输送其它液体，亦需进行校正，详查有关书籍。
从安全角度考虑，泵的实际安装高度值应小于计算值。
又，当计算之Hg为负值时，说明泵的吸入口位置应在贮槽液面之下。
例2-3 某离心泵从样本上查得允许吸上真空高度Hs=5.7m。
已知吸入管路的全部阻力为，当地大气压为×104Pa，液体在吸入管路中的动压头可忽略。
试计算：(1) 输送20℃清水时泵的安装；(2) 改为输送80℃水时泵的安装高度。
解：(1) 输送20℃清水时泵的安装高度已知：Hs=5.7mHf0-1=1.5mu12/2g≈0当地大气压为×104Pa，与泵出厂时的实验条件基本相符，所以泵的安装高度为Hg=4.2 m。
双吸离心泵安装尺寸
双吸离心泵安装尺寸双吸离心泵作为一种常用的工业泵类，广泛应用于供水、排水、供暖、空调、工业循环等领域。
在进行双吸离心泵的安装时，合理的安装尺寸是确保泵的正常运行和高效工作的关键之一。
本文将从双吸离心泵的安装尺寸方面进行详细介绍。
一、双吸离心泵的安装高度双吸离心泵的安装高度是指离心泵中心线与安装基准面之间的垂直距离。
安装高度的确定需要综合考虑泵的工作条件和周围环境的因素。
一般来说，安装高度应使泵能方便进行维修和保养，同时也要满足水泵的进口管道和排水管道的连接需求。
二、双吸离心泵的安装尺寸1. 泵的进口和出口管道尺寸双吸离心泵的进口和出口管道尺寸应根据泵的额定流量和扬程来确定。
一般来说，进口和出口管道的直径应大于等于泵的进口和出口直径。
同时，管道的设计应考虑到流体的流速和阻力损失，以确保泵的工作效率。
2. 泵的安装基础尺寸双吸离心泵安装时需要设置一个坚固的基础，用于支撑泵的重量和吸收泵运行时的振动。
安装基础的尺寸应根据泵的大小和重量来确定，一般来说，基础的宽度和长度应大于泵的底座尺寸，同时还要考虑到基础的厚度和深度，以确保基础的稳固性和可靠性。
3. 泵与电机的连接尺寸双吸离心泵通常需要与电机配合使用，因此泵与电机之间的连接尺寸也是安装时需要考虑的重要因素。
连接尺寸的确定应根据泵和电机的型号和规格来选择，确保连接的紧密度和稳定性。
常见的连接方式有法兰连接和轴向连接两种，选择合适的连接方式可提高泵的工作效率和可靠性。
4. 泵的安装间距尺寸双吸离心泵在安装时需要保留一定的安装间距，以便进行维护和检修。
安装间距的确定应根据泵和周围设备的尺寸来选择，一般来说，安装间距应大于泵的长度和宽度。
同时还要考虑到周围设备的运行和维护空间，以确保人员能够方便进行操作和维护。
5. 泵的安装高度和水平度双吸离心泵的安装高度和水平度对于泵的正常运行和工作效率都有重要影响。
安装高度的确定应根据泵的进口和出口高度来选择，以确保能够顺利进行进水和出水。
离心泵的安装高度
离心泵的实际安装高度应小于允许安装高度，一般比允许值小0.5～1m。
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注意： 1）离心泵的允许吸上真空度和允许气蚀余量值是与其流量有关的，大流量下△h 较大而HS’较小，因此，必须注意使用最大额定流量值进行计算。 2）离心泵安装时，应注意选用较大的吸入管路，减少吸入管路的弯头、阀门等 管件，以减少吸入管路的阻力。 3）当液体输送温度较高或液体沸点较低时，可能出现允许安装高度为负值的情 况，此时，应将离心泵安装于贮槽液面以下，使液体利用位差自流入泵内。
1.97 10 5
钢管绝对粗糙度取 相对粗糙度取
0.35mm
0.35 0.0043
d 80.5
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查图、局部当量长度
0.028
截止阀（全开）
le 300 d
两个９０度弯头
le 35 2 70
d
带滤水器的底阀（全开）
le 420
d
管出口突然扩大
1
管路的压头 扬程
将
代入
得
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——允许吸上高度的计算式
HS’值越大，表示该泵在一定操作条件下抗气蚀性能好， 安装高度Hg越高。 HS’与泵的结构、流量、被输送液体的物理性质及当地大气 压等因素有关。通常由泵的制造工厂试验测定，实验在大气压为10mH2O （9.81Pa）下,以20℃清水为介质进行的。
•HS ’ 随 Q增大而减小 •确定离心泵安装高度时应使用泵最大流量下的HS’ 进行计算 若输送其它液体，且操作条件与上述实验条件不符时，需对HS’ 进行校正。
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3、气蚀余量
为防止气蚀现象发生，在离心泵入口处液柱的静压头
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允许安装高度计算式
p0 pv Hg NPSH a H f 01 g g
通常
H g实 H g (0.5 ~ 1)m
例题【2-2】
（三）提高离心泵抗汽蚀性能的措施
1 、合理确定叶片进口边和前盖板形状 叶片进口边向叶轮进口外延和减少前盖板与叶轮轴线夹角, 即减少液流从轴向到径向的过渡程度,缩短了从泵入口到 叶轮入口的距离,减少了液流从轴向到径向的转弯损失,它 们都能减少压降系数,从而提高泵的抗气蚀性能。但这样 会增加叶轮铸造的难度和增大叶轮轴向尺寸。 2、合理增大叶片进口冲角Δβ 通常推荐叶片进口冲角Δβ为3～15°,其结果可以增大叶片 进口安放角,减少压降系数,从而既不影响泵的效率又可提 高泵的抗气蚀能力。 3、采用双吸式叶轮 在泵流量一定的情况下,这样做可以使流经单侧叶轮的流量 减少一半,从而降低每个叶轮进口平均流速、叶轮进口处 液体的相对速度和流体绕过叶轮头部的压降系数,但这样 受到结构的限制。
4、增加诱导轮 在离心泵叶轮前面增加一个叶片负荷很低的轴流式叶 轮,通常称之为诱导轮。诱导轮不同于一般的轴流泵, 它的轮毂比较小,叶片安放角也小,叶片数也少,叶栅密 度大,这些特点使之具有很好的抗气蚀性能。诱导轮产 生的扬程能为后继的离心叶轮起到增压作用,使离心叶 轮入口不产生气蚀。除诱导轮本身具有优良的抗气蚀 性能外,再加上它距离泵入口很近,能较明显的减少从 泵入口到叶轮进口间的能量降低值。由于诱导轮叶片 间流道较长且外缘处相对速度大,外缘处如果产生气泡, 在外缘离心力作用下,压力较高,也不易发生气蚀和 “堵塞”流道,即诱导轮性能受气泡影响敏感程度较离 心叶轮要低。故增加诱导轮是提高离心泵抗气蚀性能 的一种好方法。在某大型合成氨装置中,表面冷凝器下 的两台冷凝液泵经常出现气蚀,严重影响了装置的稳定 运行,后经改造,在叶轮前增加了一个诱导轮,很好地避 免了气蚀的发生。
离心泵的安装高度
化工原理第二章第二节离心泵 陈文有 2011.9
（一）气蚀现象
（1）气蚀概念 离心泵是靠叶轮以一定的速度旋转而产生的离心力将液体介 质输送出去的一种流体机械。液体在泵内流动时 ,由于叶片 的形状和液流在其突然改变方向等流动特点 ,在叶轮入口产 生低压区。若处于低压区的流体压力降低到对应液体温度的 饱和蒸汽压，液体便开始汽化而产生气泡， 如果压力继降低 气泡及其区域会逐渐扩大，与此同时一部分原来可能溶解在 液体中的某些活泼气体 (如水中的氧等 ),也会由于压力降低 而逸出重新成为气泡。当以上这些气泡随液流进入泵内高压 区时 ,气泡受压又迅速凝聚成液体，体积骤然减小而产生局 部真空（如果是水体积是1600/1的关系）。瞬间 ,气泡周围 的液体迅速进入气泡凝聚产生的空穴 ,并伴有局部的高温高 压液击现象，在冲击点处压力可以高达几百个大气压，而气 泡不断产生破裂，频率很高，如果气泡破裂于流体当中，只 有噪音，如果在叶轮表面上，冲击力就作用于叶轮上，加之 流体可能产生的腐蚀作用，长期下去就会使叶轮出现斑痕和 裂隙而过早损坏。 流体中气泡的产生、扩大、溃灭的过程中伴随着复杂的物理 化学现象 ，表现出噪声、振动 ，并伴有流量、扬程和效率 的降低 ，致使离心泵的性能下降 ,同时过流部件也会遭到破 损 ，甚至不能工作的现象统称PSH）r 泵开始气蚀 （NPSH）a ＞（NPSH）r 泵无气蚀
输送清水时要求: （NPSH）a ≥（NPSH）r + 0.3m （2-9） 输送工艺流体时： （NPSH）a ≥（1.1～1.3）（NPSH）r （2-10） 对于重要装置及容易汽化的介质，安全系数取大值
装置的汽蚀余量决定于输送液体的液面高度或 入口设计压力大小，入口管路流体阻力，包括 管径大小，入口阀开度。越大越不易发生气蚀。
泵的必需气蚀余量（NPSH）r
为了使泵不气蚀，泵进口处必须具有超过输送 温度下的液体汽化压力的压力能，使泵不发生 气蚀所必须具有的富余量——叫必须气蚀余量。 用（NPSH）r表示。一般由泵厂通过实验测定。 必需气蚀余量（NPSH）r是泵的性能参数之一， 必需气蚀余量由泵的结构转数决定，如叶片形 状，叶轮流道宽度等决定， （NPSH）r值越 小，则允许入口压强越低，说明泵的抗气蚀能 力越强，而装置的气蚀余量（NPSH）a值越高， 则泵避免气蚀的安全性就越大。
（二）离心泵的安装高度
装置的气蚀余量是离心泵入口处的静压头与动压头之 和超过被输送液体在操作温度下的饱和蒸汽压头之值， 用（NPSH）a
p1 u12 pv NPSH a g 2 g g
2 pv P u 1 1 NPSH a g 2 g g
p1—泵吸入口处的绝对压强，Pa； u1—泵吸入口处的液体流速，m/s; pv—输送液体工作温度下的饱和蒸汽压，Pa； ρ—输送的液体密度，kg/m3.
离心泵的气蚀
气蚀时叶轮内缘 叶片
abc
气蚀对叶轮的破坏
（2）气蚀的后果和影响
当气泡不太多、汽蚀不严重时,它对泵的运行还不至于产生 明显的影响。但是当气泡大量产生、气蚀持续发展时,就会 产生严重的后果和危害。这主要表现在以下几个方面： ①泵的性能突然下降。泵发生气蚀时,使流体介质连续性 受到破坏，泵的扬程、流量、效率都会急剧下降,导致 泵不能连续正常工作。 ②泵产生振动和噪音。气泡溃灭时,产生强烈的水击，因 流体质点间相互冲击和对流道壁面的强烈冲击会产生 宽频带的噪声,甚至能听到“劈劈啪啪”的爆炸声，并 引起泵的振动,造成泵不能正常工作。 ③对过流部件的侵蚀。气蚀对材料的侵蚀是迅速而严重 的，它可使流道部件（主要是叶轮） 变成蜂窝状或海 绵状,严重的表面被蚀透、穿透。 ④汽蚀也是水力机械向高流速发展的巨大障碍。因为液 体流速愈高，会使压力变得愈低更易汽化发生汽蚀。
离心泵的允许吸上高度
离心泵的允许吸上高度又称允许安装高度，是指 泵的吸入口与吸入液槽液面间可允许达到的最大 垂直距离，以Hg表示
p0 p1 u12 Hg h f 01 g 2g
若贮槽上方与大气相通，则p0为大气压pa，上式表示为
pa p1 u12 Hg h f 01 g 2g