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离心泵是输水中最常用的泵之一,泵房内的地坪标高取决于水泵的安装高度,正确地计算水泵的最大允许安装高度,使泵站既能安全供水,又能节省土建造价,具有很重要的意义。
为了避免汽蚀现象的发生,离心泵的安装高度需要进行非常仔细的校核计算。水泵进水侧装置形式示意图如下:
泵的允许几何安装高度与多方面条件有关,公式如下:
式中:[Hg]—泵的允许几何安装高度,m;(计算结果供设计时利用,实际安装高度需低于允许安装高度)
pe—吸水水面压力,Pa;(为吸水水面的大气压,海拔越高大气压越低)
pv—饱和蒸汽压力,Pa;(与水温有关,水温越高,饱和蒸汽压力越高)
ρ—流体的密度,kg/m3;
g—重力加速度,9.81m/s2;
[NPSHr]—水泵的允许汽蚀余量,m;(与水泵性能有关,由水泵厂家提供)
hw—吸入管路中的水头损失,m。(与吸水管路设计有关,由设计人员确定)
由上式可知,海拔越高、水温越高、允许汽蚀余量越大、进水管路水头损失越大,允许几何安装高度越小。
不同海拔时的大气及对应的水头高度见下表:
海拔高度 (m) |
大气压力 (kPa) |
水头高度 (m) |
-600 |
110.85 |
11.3 |
0 |
101.32 |
10.3 |
200 |
99.08 |
10.1 |
500 |
95.16 |
9.7 |
1000 |
90.25 |
9.2 |
1500 |
84.36 |
8.6 |
2000 |
79.46 |
8.1 |
3000 |
70.63 |
7.2 |
4000 |
61.80 |
6.3 |
5000 |
53.95 |
5.5 |
不同温度时水的饱和蒸汽压对应水头高度见下表:
水温 (℃) |
饱和蒸汽压力 (kPa) |
水头高度 (m) |
10 |
1.23 |
0.125 |
20 |
2.34 |
0.238 |
30 |
4.24 |
0.433 |
40 |
7.37 |
0.752 |
50 |
12.33 |
1.272 |
60 |
19.92 |
2.066 |
70 |
31.16 |
3.249 |
80 |
47.36 |
4.97 |
90 |
70.10 |
7.406 |
100 |
101.32 |
10.786 |
例:某品牌VISO125X100-315-55/2水泵汽蚀余量为[NPSHr]=3.29m,欲在海拔500m高度的地方工作,该地区夏季最高水温为40℃,若吸水管的水头损失为1m,则该泵在当地的运行几何安装高度[Hg]计算如下:
设吸水水面压力为当地大气压,由表查得海拔500m处大气压头9.7m;
水温40℃时,水的饱和蒸汽压头为0.752m;
计算得:
[Hg]=9.7-0.752-3.29-1=4.658m