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    水泵工作時(shí)有容積損失、機(jī)械損失和水力損失等。

　　一、容積損失：

　　包括通過(guò)大小口環(huán)的循環(huán)水流損失，填料函和平衡盤(pán)的泄漏損失，填料函和平衡盤(pán)的泄漏損失在規(guī)定的范圍內(nèi)是屬于保證工作的正常損失。化工泵大小口環(huán)的循環(huán)水流損失主要與大小口環(huán)的密封間隙的大小、長(zhǎng)度以及泵的單級(jí)揚(yáng)程有關(guān)。一般情況下，密封間隙的長(zhǎng)度及泵的單級(jí)揚(yáng)程是基本不變的，因此大小口環(huán)的環(huán)流損失主要與大小口環(huán)的密封間隙的大小有關(guān)，大口環(huán)的密封間隙每增加0.2mm，效率降低4%左右；小口環(huán)的密封間隙每增加0.5mm，效率降低5%左右。

　　二、機(jī)械損失：

　　是指葉輪、平衡盤(pán)的外側(cè)表面和水的摩擦、大小口環(huán)處的摩擦以及軸承和填料等處的損失，其中輪盤(pán)摩擦損失取決于比轉(zhuǎn)數(shù)。比轉(zhuǎn)數(shù)較高時(shí)損失較小。

　　三、吸水口附近的水被轉(zhuǎn)動(dòng)的軸擾動(dòng)，化工泵使進(jìn)水的入口角發(fā)生變化而造成能量損失。以上三項(xiàng)在水泵正常運(yùn)行時(shí)基本上為常量。

　　四、水力損失：

　　水力損失將直接應(yīng)影響泵的水力效率和特性，它包括摩擦損失、渦流和沖擊損失。一般情況下流量愈大的泵水力損失較小。

　　摩擦損失指流體在葉輪和其他過(guò)流部件中的沿程損失，它的大小約等于流量的平方。

　　渦流和沖擊損失指流體在渦輪機(jī)全部流動(dòng)過(guò)程中的轉(zhuǎn)彎、擴(kuò)大和收縮等造成的損失，單就葉輪來(lái)講是指流體對(duì)葉片入口處的沖擊和流量變化時(shí)葉輪內(nèi)的渦流損失。在額定流量時(shí)，葉輪中的這種損失幾乎為零，當(dāng)大于或小于額定流量時(shí)，這種損失開(kāi)始出現(xiàn)并且與額定流量相差越多損失就越大，隨流量的平方而增加。這種沖擊損失的分布是由于小于額定流量時(shí)，流體以大于葉輪安裝角的角度沖擊葉片，化工泵把流體擠到葉片工作面上并在背面上形成渦流區(qū)；當(dāng)流量大于額定流量時(shí)，流體與葉片相遇時(shí)的角度小于葉片安裝角，流體被壓向葉片的背面，在工作面上形成密閉的渦流之故。這種現(xiàn)象已被實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。

　　水力損失主要是在葉輪和各通流部件中，以ns(比轉(zhuǎn)數(shù))＝90的分段式多級(jí)泵中水力損失情況為例：在葉輪和其他通流部件中的損失，大約各占50%。葉輪葉片入口處邊緣磨損后，由于入口角改變，將產(chǎn)生不正常的入口沖擊，葉片間流道粘污后，減少了有效過(guò)流面積，水流速度增加，從而加大了水力損失。新配葉輪時(shí)，應(yīng)盡可能清除流道中的毛刺，保持內(nèi)壁光滑，以減少額外的水力損失，條件允許時(shí)可采用工程塑料葉輪。

　　特別注意的是，裝配或檢修水泵時(shí)，由于葉輪出口與導(dǎo)水圈吻合不當(dāng)或軸向竄量太大而造成的水力損失，對(duì)泵效率和特性影響較大，既使裝配無(wú)誤，這部分損失也近于11%。除此之外，由導(dǎo)水圈向返水圈翻轉(zhuǎn)的流道中的損失占22%強(qiáng)，清除導(dǎo)翼中的飛邊和毛刺等鑄造缺陷，可避免無(wú)益的水力損失。

　　當(dāng)一臺(tái)水泵各部正常時(shí)，它的效率將取決水力損失的大小。水力損失中的摩擦損失是不可避免的，眾所周知，水具有粘滯的特性，單位體積的水和物體(過(guò)流部件)表面作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，維持其運(yùn)動(dòng)所需的能量和其粘度、接觸面積、表面粗糙度、沿途行程的長(zhǎng)短有關(guān)，并與水流運(yùn)動(dòng)速度的三次方成正比。

　　水在流道中流動(dòng)時(shí)，和流道表面接觸的表面水的運(yùn)行速度將相對(duì)降低，并且能使水流中形成渦流而造成能量消耗，表面水的相對(duì)運(yùn)行速度越快而造成的能量損失越大,因此擴(kuò)大流道面積或降低水在流道中流動(dòng)時(shí)的運(yùn)行速度(降低泵軸轉(zhuǎn)速)，能減小能量消耗，提高運(yùn)行效率。水與水之間作相對(duì)運(yùn)動(dòng)所需的能量是很小的，基本上取決于水的粘度的大小。

　　沖擊損失和水流速度也有很大的關(guān)系，當(dāng)水的流速太大時(shí)，特別是在葉輪吸水口附近處，當(dāng)水流以較大的軸向速度流向葉輪吸水口，而葉輪又將其帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)又以徑向速度拋向葉輪出水口，可以說(shuō)其軸向流速具有的動(dòng)能在葉輪吸水口附近消耗殆盡。這種現(xiàn)象在水泵首級(jí)葉輪和中間及葉輪均會(huì)發(fā)生，而且中間級(jí)葉輪比首級(jí)葉輪還嚴(yán)重，因?yàn)橐话愣嗉?jí)泵首級(jí)葉輪吸水口直徑比中間級(jí)葉輪的吸水口直徑大(為了改善吸水性能)，首級(jí)葉輪吸水口外水流的軸向流速還能相對(duì)降低，而且吸水管內(nèi)的壓力低于大氣壓，首級(jí)葉輪拋出的水經(jīng)導(dǎo)水圈減速增壓，經(jīng)返水圈回頭后以徑向速度到達(dá)中間級(jí)葉輪吸水口，由于吸水口直徑較小，水流被迫由徑向速度變成較大的軸向速度流向吸水口，這時(shí)水流在徑向速度所是有的動(dòng)能也被消耗掉，而且返水圈的過(guò)流面積朝吸水口方向逐漸收縮，造成徑向速度增加，返水圈內(nèi)的壓力還是正壓力(大于大氣壓力)，這些情況均造成無(wú)益的水力損失。

　　一般情況下，具有導(dǎo)水圈的多級(jí)離心泵水力效率，從零流量開(kāi)始，沿流量增加方向而增加，在到達(dá)某一點(diǎn)時(shí)，效率反而下降。這是由于流量增加時(shí)，流體在過(guò)流部件中的流速增加，大大增加了水流的摩擦損失、沖擊損失和渦流損失，從而造成效率下降。

　　新型高效率水泵通過(guò)特殊設(shè)計(jì)，有如下特點(diǎn)：

　　新設(shè)計(jì)的水泵采用新型導(dǎo)水圈，擴(kuò)大流道面積，降低水在過(guò)流部件內(nèi)的流速(以150D--30型水泵為例：新型水泵在額定狀態(tài)下葉輪入口處的最高理論流速為4.81m/s，在導(dǎo)水圈內(nèi)的最高理論流速為3.485m/s，而其他水泵過(guò)流部件內(nèi)的最高流速能達(dá)到15~30m/s，水力損失較大)；采用流道特殊設(shè)計(jì)高效率葉輪，葉輪流道能使水流少受干擾較為“自由”的導(dǎo)入導(dǎo)水圈內(nèi)，能大大減小水流的沖擊損失，零流量時(shí)揚(yáng)程高，揚(yáng)程較低時(shí)流量大，能使揚(yáng)程和流量達(dá)到最佳匹配，使水泵具有“恒功率”特性，效率能達(dá)到90%以上。增大水泵揚(yáng)程后擴(kuò)大了水泵的使用范圍，并能節(jié)約材料，減輕重量，降低制造成本。

 一、離心泵的關(guān)鍵安裝技術(shù)

　　凱美泵業(yè)管道離心泵的安裝技術(shù)關(guān)鍵在于確定水泵安裝高度（即吸程）。這個(gè)高度是指水源水面到水泵葉輪中心線(xiàn)的垂直距離，它與允許吸上真空高度不能混為一談，水泵產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)或銘牌上標(biāo)示的允許吸上真空高度是指水泵進(jìn)水口斷面上的真空值，而且是在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下、水溫20攝氏度情況下，進(jìn)行試驗(yàn)而測(cè)定得的。它并沒(méi)有考慮吸水管道配套以后的水流狀況。而水泵安裝高度應(yīng)該是允許吸上真空高度扣除了吸水管道損失揚(yáng)程以后，所剩下的那部分?jǐn)?shù)值，它要克服實(shí)際地形吸水高度。水泵安裝高度不能超過(guò)計(jì)算值，否則，水泵將會(huì)抽不上水來(lái)。另外，影響計(jì)算值的大小是吸水管道的阻力損失揚(yáng)程，因此，宜采用最短的管路布置，并盡量少裝彎頭等配件，也可考慮適當(dāng)配大一些口徑的水管，以減管內(nèi)流速。

　　應(yīng)當(dāng)指出，管道離心泵安裝地點(diǎn)的高程和水溫不同于試驗(yàn)條件時(shí)，如當(dāng)?shù)睾０?FONT face="Times New Roman">300米以上或被抽水的水溫超過(guò)20攝氏度，則計(jì)算值要進(jìn)行修正。即不同海拔高程處的大氣壓力和高于20攝氏度水溫時(shí)的飽和蒸汽壓力。但是，水溫為20攝氏度以下時(shí)，飽和蒸汽壓力可忽略不計(jì)。

　　從管道安裝技術(shù)上，吸水管道要求有嚴(yán)格的密封性，不能漏氣、漏水，否則將會(huì)破壞水泵進(jìn)水口處的真空度，使水泵出水量減少，嚴(yán)重時(shí)甚至抽不上水來(lái)。因此，要認(rèn)真地做好管道的接口工作，保證管道連接的施工質(zhì)量。

二、離心泵的安裝高度Hg計(jì)算

　　允許吸上真空高度Hs是指泵入口處壓力p1可允許達(dá)到的最大真空度。

　　而實(shí)際的允許吸上真空高度Hs值并不是根據(jù)式計(jì)算的值，而是由泵制造廠(chǎng)家實(shí)驗(yàn)測(cè)定的值，此值附于泵樣本中供用戶(hù)查用。位應(yīng)注意的是泵樣本中給出的Hs值是用清水為工作介質(zhì)，操作條件為20℃及及壓力為1.013×105Pa時(shí)的值，當(dāng)操作條件及工作介質(zhì)不同時(shí)，需進(jìn)行換算。

　　（1） 輸送清水，但操作條件與實(shí)驗(yàn)條件不同，可依下式換算

　　Hs1＝Hs＋（Ha－10.33） － （Hυ－0.24）

　　（2） 輸送其它液體當(dāng)被輸送液體及反派人物條件均與實(shí)驗(yàn)條件不同時(shí)，需進(jìn)行兩步換算：第一步依上式將由泵樣本中查出的Hs1；第二步依下式將Hs1換算成H?s

　　2 汽蝕余量Δh

　　凱美泵業(yè)對(duì)于油泵，計(jì)算安裝高度時(shí)用汽蝕余量Δh來(lái)計(jì)算，即泵允許吸液體的真空度，亦即泵允許的安裝高度，單位用米。用汽蝕余量Δh由油泵樣本中查取，其值也用20℃清水測(cè)定。若輸送其它液體，亦需進(jìn)行校正，詳查有關(guān)書(shū)籍。

吸程=標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（10.33米）-汽蝕余量-安全量（0.5米）

標(biāo)準(zhǔn)大氣壓能壓管路真空高度10.33米。

例如：某泵必需汽蝕余量為4.0米，求吸程Δh？

解：Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米

　　從安全角度考慮，泵的實(shí)際安裝高度值應(yīng)小于計(jì)算值。當(dāng)計(jì)算之Hg為負(fù)值時(shí)，說(shuō)明泵的吸入口位置應(yīng)在貯槽液面之下。

　　例2-3 　某離心泵從樣本上查得允許吸上真空高度Hs=5.7m。已知吸入管路的全部阻力為1.5mH2O，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?/FONT>9.81×104Pa，液體在吸入管路中的動(dòng)壓頭可忽略。試計(jì)算：

　　當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?FONT face="Times New Roman">9.81×104Pa，與泵出廠(chǎng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件基本相符，所以泵的安裝高度為Hg=5.7-0-1.5=4.2 m。

　　（2） 輸送80℃水時(shí)泵的安裝高度

　　輸送80℃水時(shí)，不能直接采用泵樣本中的Hs值計(jì)算安裝高度，需按下式對(duì)Hs時(shí)行換算，即

　　Hs1＝Hs＋（Ha－10.33） － （Hυ－0.24）

　　已知Ha=9.81×104Pa≈10mH2O，由附錄查得80℃水的飽和蒸汽壓為47.4kPa。

　　Hv=47.4×103 Pa＝4.83 mH2O

　　Hs1＝5.7+10－10.33－4.83+0.24=0.78m

　　將Hs1值代入 式中求得安裝高度

　　Hg=Hs1－Hf0-1=0.78－1.5=－0.72m

Hg為負(fù)值，表示泵應(yīng)安裝在水池液面以下，至少比液面低0.72m。

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