自平衡多级离心泵安装位置与高度计算公式案例

        自平衡多级离心泵安装位置与高度是一个非常关键的问题，泵房内的地坪标高取决于水泵的安装高度，正确地计算自平衡多级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，自平衡多级泵安装高度的计算需要进行非常仔细的校核。

        自平衡多级离心泵安装位置

        自平衡多级泵的安装位置技术关键在于如何正确确定水泵安装高度(即吸程)。对于一般的自平衡多级离心泵来说，这个高度是指液面到水泵叶轮中心线的垂直距离；对于大流量自平衡多级离心泵，这个高度应按叶轮人口边最高点与液面之间的距离来考虑。它与允吸上真空度不能混为一谈，水泵产品说明书或铭牌E标示的允许吸上真空度是指水泵进水口断面上的真空值，而且是在1标准大气压下、水温20'C、额定工况下经试验而测定得到的。允许吸上真空度并不考虑吸入管道配套以后的水流状况。而水泵安装高度是允许吸上真空度扣除了吸水管道损失扬程以后，所剩下的那部分数值，它要克服实际地形吸水高度。水泵安装高度不能超过计算值，否则，水泵将会抽不上水来。另外，影响计算值的大小是吸水管道的阻力损失扬程，因此宜采用最短的管路布置，并尽量少装弯头等配件，也可考虑适当配大一些口径的水管，以降低管内流速。

        应当指出，自平衡多级泵的安装地点的大气压力和水温不同于试验条件时，如当地海拔300m以上或被抽水的水温超过20℃，则计算值要进行修正。即按照不同海拔高程处的大气压力和高于2℃水温时的饱和蒸汽压力进行计算。但是，水温为20℃以下时，饱和蒸汽压力的变化可忽略不计。

        从管道安装技术上，吸水管道要求有严袼的密封性，不能漏气、漏水，否则将会破坏水泵进水口处的真空度，使水泵出水量减少，严重时甚至抽不上水来。因此，要认真地做好管道的接口工作，保证管道连接的施工质量。

        自平衡多级离心泵安装高度计算公式

水泵进水侧装置示意图

        自平衡多级泵的允许几何安装高度与多方面条件有关，公式如下：

        [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。

        如果已知自平衡多级离心泵的允许吸上真空度，计算泵的安装高度公式计算。允许吸上真空高度Hs是指泵入口处压力p1可允许达到的真空度。

        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1.013×105Pa时的值，当操作条件及工作介质不同时，需进行换算。操作条件与试验条件不同，可按以下公式换算：    

        Hs’=Hs+（Hs--10.33）-（Hv-0.24）（7-1）

        式中：Hs’一泵现场状态下的允许吸上真空度，m.

        Hs一标准状态下(或样本给出的)的允许吸上真空度，m;

        Ha--泵现场状态下的大气压力，m;

        10. 33-标准状态下的大气压力，m;

        Hv——液体当时温度下的汽化压力，m；

        0. 24-标准状态下水的汽化压力，m。

        式中：Hg——泵安装高度，m;

        Hy——液面压力，m;

         Ha——标准大气压力，m；

        νs——泵吸人口的平均速度，m/s；

        hw-吸入管水力损失，m。

        当计算值Hg为负值时，说明泵的吸入口位置应在贮槽液面之下，即倒灌。

        也可由汽蚀余量计算泵的安装高度。若已知泵的必需汽蚀余量，那么计算泵的安装高度就需按下公式进行。

        Hg=( Hy—Hv)-△h—hw　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

        式中：Hv——液体饱和蒸气压，m;

        △h——必需汽蚀余量，m。

        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，即倒灌。

        （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－10.33）－（Hυ－0.24）

        （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：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?s

        自平衡多级离心泵汽蚀余量Δh计算

        对于自平衡多级离心油泵，计算安装高度时用汽蚀余量Δh来计算，即泵允许吸液体的真空度，亦即泵允许的安装高度，单位用米。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。

        吸程=标准大气压（10.33米）-汽蚀余量-安全量（0.5米）

        标准大气压能压管路真空高度10.33米。

        例如：某泵必需汽蚀余量为4.0米，求吸程Δh？

        解：Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米

        从安全角度考虑，泵的实际安装高度值应小于计算值。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。

        自平衡多级离心泵安装高度计算公式案例

        例某自平衡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1.5mH2O，当地大气压为9.81×104Pa，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=5.7m

        Hf0-1=1.5m

        u12/2g≈0

        当地大气压为9.81×104Pa，与泵出厂时的实验条件基本相符，所以泵的安装高度为Hg=5.7-0-1.5=4.2m。

        （2）输送80℃水时泵的安装高度

        输送80℃水时，不能直接采用泵样本中的Hs值计算安装高度，需按下式对Hs时行换算，即

        Hs1＝Hs＋（Ha－10.33）－（Hυ－0.24）

        已知Ha=9.81×104Pa≈10mH2O，由附录查得80℃水的饱和蒸汽压为47.4kPa。

        Hv=47.4×103Pa＝4.83mH2O

        Hs1＝5.7+10－10.33－4.83+0.24=0.78m

        将Hs1值代入式中求得安装高度

        Hg=Hs1－Hf0-1=0.78－1.5=－0.72m

        Hg为负值，表示泵应安装在水池液面以下，至少比液面低0.72m。

        例：某品牌MD450-95X8多级离心泵汽蚀余量为[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