什么是净正吸头?

在泵吸入喷嘴处,压力超过蒸汽压的边际是净正吸入压头(NPSH)。NPSH是吸入压力(滞压)和蒸汽压力之间的差值。方程形式为:

NPSH = psgydF4y2Ba- P特许经销商

地点:

汽蚀余量=泵运行时,系统在泵进口处的汽蚀余量

PsgydF4y2Ba=停滞吸入压力,在泵入口,随着泵的运行

P特许经销商=泵入口温度下的蒸汽压

由于蒸汽压总是用绝对刻度表示,所以吸入压力也必须用绝对刻度表示。在美国的习惯单位中,两个压力都必须在psia中。表压通过增加大气压力转换为绝对压力。方程形式为:

绝对压力=表压+大气压

上面的方程给出了以压力(psi)为单位的答案。这可以通过以下公式转换为头(英尺)单位:

h = 2.31p/SG

地点:

h =头,脚

p =压强,psi

SG =液体比重

问题1:NPSH

在海平面安装时,滞止吸入压力确定为1psig。液体的蒸汽压为8psia。计算0.9 SG液体的汽蚀余量(PSI和英尺)

NPSH = psgydF4y2Ba- P特许经销商= 1 + 14.7 - 8 = 7.7 psi

NPSH = 2.31p/SG =(2.31)(7.7)/0.9 = 19.8英尺

包括速度头

注意,吸入压力为滞压(总压力);它包括速度头。增加速度扬程可以使所有的泵处于相同的基础上,否则,当用不同尺BETVICTOR体育官网寸的吸入管路进行测试时,泵需要不同数量的汽蚀sh(假设在吸入管路中测量吸入压力,通常情况下是这样)。

还应该注意到,相对于NPSH,速度头通常非常小,所以通常可以忽略。

NPSH单位

对于离心泵,汽蚀sh值以比能量(BETVICTOR体育官网等效柱高)为单位表示,如英尺或米。对于排量泵(旋转泵和往复泵),NPBETVICTOR体育官网SH值通常以压力单位表示,如磅/平方英寸(psi)、千帕或巴。

NPSH值既不是表压也不是绝对压力。psig中的g表示测得的压力高于大气压力。psia中的a表示测得的压力高于绝对零度,即完美真空。NPSH是一种高于蒸汽压的压力测量,所以NPSH的单位(在美国)是psi或英尺。

我们应该用什么符号?

由于压力单位通常用于表示排量泵的净压差值,一些作者和公司使用诸如NPIP(净入口正压力)和NIP(净入口压力)等符号,因为这些单位是压力单位,而不是扬程单位。为了简单起见,我将坚持使用NPSH,而不管使用的单位是什么。

吸入压力:NPSH方程的前半部分

泵运行时,必须在泵吸入喷嘴处确定吸入压力。如果用压力表测量吸入压力,则必须将大气压(在泵的位置)加到压力表读数中,以将读数转换为绝对压力。量规的标高也必须加(如果量规高于基准)或减(如果量规低于基准)。尽管通常可以忽略不计,但在压力表连接处应加上管道中的速度头,以获得总(滞止)压力。对于往复泵(和一些回转泵),必须减去加速度扬程。(后面会有更多关于加速头的内容。)

蒸汽压:NPSH方程的后半部分

蒸汽压力比吸入压力更难确定。它是衡量液体沸腾成气体的“欲望”的指标。有些液体,如丁烷和氨,有很高的蒸汽压。它们必须保持在压力下,否则会沸腾。一个装有纯氨的开口容器很快就会蒸发掉,使该区域充满有毒的氨气。

冷水的蒸汽压低。在地球表面,一个装有冷水的开放容器不会沸腾,而是会在一段时间内慢慢蒸发。因此,人们对冷水烧开的渴望很低。如果我们把同样的装有冷水的开放容器放在月球表面,它会蒸发掉,就像氨一样。为什么?月球上的大气压为零,完全真空。纯净无空气的水在80华氏度时的蒸汽压约为1/ 2psia。这意味着如果水的压力降低到1/2- psia以下,水就会沸腾。

温度的函数

蒸汽压只是温度的函数。随着液体温度的升高,其蒸汽压也随之升高,直到达到临界温度为止。在临界温度下,蒸汽压消失。超过临界温度,液体和气体就没有区别了。一切都是流动的。

沸腾重新建立平衡条件

任何处于蒸汽压的液体都处于沸腾(闪烁)的边缘。在这种情况下,我们称它处于平衡状态,即处于气泡点或饱和状态。如果稍微降低压力,水就会沸腾。如果温度保持不变(这需要热量输入),压力保持不变(低于蒸汽压),液体将继续沸腾,直到全部蒸发。

如果不向液体提供热量,闪烁到蒸汽的部分会冷却,也会从剩余的液体中吸收热量,导致液体温度下降。较低的温度会导致较低的蒸汽压。沸腾只会持续到蒸汽压下降到施加在液体上的压力为止。当达到这个蒸气压时,沸腾停止,液汽混合物再次处于平衡状态。这是发生在泵的吸入通道。空化会冷却液体并停止空化。否则,所有的液体都会瞬间蒸发。

NPSH可用:系统特性

NPSHA (NPSH)为系统可用的NPSH值。可通过测量泵吸入喷嘴处的吸入压力,修正为基准,加大气压,加速度头,减去蒸汽压来计算。方程形式为:

Npsha = psg+ Pz+ P自动取款机+ P韦尔- P特许经销商

地点:

NPSHA =泵可用的NPSH, psi

Psg=吸入喷嘴测量的压力表压力,psig

Pz=压力表高于泵中心线的标高,换算成压力单位,psi

P自动取款机大气压,psia

P韦尔=速度头,压力单位,psi

P特许经销商=泵吸入喷嘴处的蒸汽压psia

如果需要,所有单位可以在插入方程之前召集到头(脚)。

如果还没有建立系统,则需要从吸入罐内的压力开始计算NPSHA。加上大气压,加上(或减去)高于(低于)基准的液位,减去从油箱到泵的所有损失,再减去蒸汽压。对于往复泵,也需要减去加速度头,这一术BETVICTOR体育官网语将在后面解释。方程形式为:

Npsha = pt+ P自动取款机+ Pzt型- Pf- P特许经销商

地点:

Pt=罐压力,psig

Pzt型=吸入罐中液体的标高,换算成压力单位,psi

Pf=油罐出口和吸入管路的摩擦损失,换算成压力单位psi

问题2:NPSHA

离心泵中心线以下2英尺的吸入计读数为152 psig。大气压为14.0 psia。管道是3英寸标准重量钢。容量为100gpm。蒸汽压是163-psia。SG是0.5。以英尺为单位计算NPSHA。

因为期望的答案是英尺,而不是PSI,我们将所有的压力单位转换为英尺。

管道流通面积= 3.14 × 1.52= 7.07平方英寸

VEL = 0.321 x Q/A = 0.321 x 100/7.07 = 4.54英尺/秒

H韦尔= V2/ 2g = 4.542/64.4 = 0.3英尺

Npsha = hsg+ Hz+ H自动取款机+ H韦尔- - - - - - H特许经销商

= (psg+ p自动取款机- p特许经销商)(2.31/ sg) + hz+ H韦尔

= (152 + 14.0 - 163)(2.31/0.5) + (- 2) + 0.3

= 13.9 - 2 + 0.3 = 12英尺

[注:用于测量吸入压力的新型300psi压力表,通常精度为满量程的±1%,或±3psi(14英尺)。因此,压力表中的误差可能大于计算出的NPSHA。]

[还要注意速度头可以忽略不计,可以忽略不计。]

所需汽蚀余量:泵特性

字母NPSHR代表泵所需的汽蚀余量。这一特性必须通过试验来确定。稍后将讨论不同类型泵的试验方法和验收标准。BETVICTOR体育官网

系统需求

为保证泵的正常运行,NPSHA > NPSHR是必要的。系统必须提供比泵所需要的更多的汽蚀余量。

BETVICTOR体育官网泵和系统,2009年3月