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。由式可知: 式(2)
式中:Hv为水泵泵壳吸入口的测压孔处的真空值(mH2O),如图1所示。
图1 离心泵吸水装置
故
式(3)
水泵铭牌或样本中,对于各种水泵都给定了一个允许吸上真空高度Hs,此Hs即为式(3)中Hv的最大极限值。在实用中,水泵的Hv超过样本规定的Hs时,就意味着水泵将会遭受气蚀。
图2 14SA型离心泵Q-Hs曲线
水泵厂一般在样本中用Q-Hs曲线来表示该水泵的吸水性能。图2为14SA型离心泵的Q-Hs曲线,此曲线规定是在大气压为10.33mH2O,水温为20℃时,由专门的气蚀试验求得的。它是该水泵吸水性能的一条限度曲线。在使用时,要注意Hs只是个条件值,它与当地大气压(Pa)及抽升水的温度(t)有关,由式(3)可看出。因此,在工程上应用水泵样本中的Hs值时,必须考虑到:当地大气压越低,水泵的Hs值就将越小(大气压与当地海拔的关系,见表2所示)。其次,如抽升的水温(t)越高,水泵吸入口处所要求的绝对压力P1也就应该越大(水温与防止气穴现象的饱和蒸汽压力值关系,见表1)。水温越高,水泵的Hs值也将越小。
表1 水温与饱和蒸汽压力()关系
水温/℃
0
5
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
饱和蒸汽压力hva/mH2O
0.06
0.09
0.12
0.24
0.43
0.75
1.25
2.02
3.17
4.82
7.14
10.33
表2 海拔高度与大气压()关系
海拔/m
-600
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1500
2000
3000
4000
5000
大气压 /(mH2O)
11.3
10.3
10.2
10.1
10.0
9.8
9.7
9.6
9.5
9.4
9.3
9.2
8.6
8.4
7.3
6.6
5.5
如果水泵安装实际地点的气压是ha,不是10.33mH2O时(如在高原地区修建泵站),或水温是t而不是20℃时(如用来抽升热水时,其饱和蒸汽压力是hva,而不是20℃的0.24时),则对水泵厂所给定的Ha值,应做如下修正:
H´s=Hs-(10.33-ha)-(hva-0.24) 式(4)
式中:H´s为修正后采用的允许吸上真空高度(m);
Hs为水泵厂给定的允许吸上真空高度(m);
ha为安装地点的大气压(即)(mH2O);
hva为实际水温下的饱和蒸汽压力(见表1)。
例题:12Sh-19A型离心泵,流量为220L/s时,在水泵样本的Q-Hs曲线中查得其允许吸上真空高度Hs=4.5m,泵进水口直径为300mm,吸水管从喇叭口到泵进口的水头损失为1.0m,当海拔为1000m,水温为40℃,试计算其最大安装高度Hss。
解 由(试4)计算H´s,
查表(1),水温为40℃时,hva=0.75m
查表(2),当海拔为1000m时,ha=9.2m
根据式(4),得H´s=4.5-(10.33-9.2)-(0.75-0.24)=2.86m
由式(3)可得
所以,最大安装高度为Hss=2.86-0.5-1=1.36m