关于离心泵的吸入条件

内容摘要：

在解决实际应用发生汽蚀的问题时，一般会提出“请增大入口压力”，这个增加入口压力就是改善泵的吸入条件。为保证离心泵正常吸入液体，首先泵要有足够低的吸入压力，该压力取决于泵本身的设计条件，越低的吸入压力也就意味着泵具有更好的吸入性能，换句话说就是必需汽蚀余量低；其次泵吸入口处的真空度不得大于泵的允许吸上真空度，否则液体中的溶解气体会析出甚至造成液体汽化，从而发生汽蚀，形成故障。

在设计泵站或工艺管线时，需要确定泵的吸入条件，根据允许的吸入条件选择具有合适吸入性能的水泵。确定泵吸入条件涵盖多方面因素，其目的就是给泵创造一个良好的使用环境，延长泵的使用寿命。

1NPSHA

NPSHA是泵入口处中心的总压和介质的汽化压力之间的差值。

英文全称为available net positive suction head，直译做有效净正吸头，术语做有效汽蚀余量。该值是由设计的装置确定的在规定流量下可以利用的净正吸头（汽蚀余量），也称装置汽蚀余量，其与装置和输送介质有关，与泵本身结构无关，是选择合适NPSHR水泵的依据，单位通常为m。

2汽蚀曲线

NPSHA和泵的NPSHR都是随流量变化的函数，通常NPSHA随流量增大而降低，NPSHR则随着流量增大而增加。NPSHR随泵的选型数据表附上。将两者值进行合并对比，则可以得出泵是否运行在安全而不发生汽蚀的区域。

欲使泵不生汽蚀，必须使得NPSHA＞NPSHR。通常为确保泵的安全可靠运行，在选取NPSHR时，需要考虑一个安全余量S，使得NPSHA-NPSHR≥S。一般情况下，普通离心泵的安全余量取值0.5～1.0即可满足使用要求，对于锅炉给水泵、冷凝泵选2.1。更高的NPSHA也就意味着泵不易发生汽蚀，对于某一特定泵而言，也就具有更宽的应用范围。

3计算NPSHA

根据泵基准面和液位之间的关系，有吸上操作和倒灌操作两种类型。顾名思义，吸上就是泵基准面高于吸入液面，倒灌就是基准面低于吸入液面。

NPSH基准面（GB/T3216）

NPSHA=(Pb+Pa-PV)/(ρg)+V2/(2g)-HL-Hs

式中：

Pb

—吸入池的表压，单位为Pa。通常我们获得压力方式为查看压力表，通常采用的压力表用相对压力表示。对于开放的水池，该值为0。

Pa—绝对大气压，单位为Pa，不同海拔对绝对大气压力有影响。

PV—汽化压力，单位为Pa，通常查询到的值为绝对压力值。不同介质、不同温度下的汽化压力不同。

ρ—介质的密度，单位为kg/m3

g—重力加速度，9.81m/s2

V—吸入池内流速，单位为m/s

HL—吸入管线中的水头损失，单位为m

Hs—吸入液面与泵基准面的高差，单位为m。对于倒灌操作，符号为﹢，吸上操作符号为-

对于足够大的水池/水箱，内部流速非常稳定，并且趋于0，此值可以简化省略。位于海平面附近，(Pb+Pa-PV)/(ρg)值可以直接简化为10。此时公式就变成了：

NPSHA=10-HL±Hs

4聊一聊入口压力

提高入口压力对于改善汽蚀性能是非常有效的手段之一，通常我们希望入口压力足够大，但是并非入口压力越高越好。对于大多数常见双吸泵，或者带有平衡孔平衡的单级单吸泵，入口压力超过1MPa需要选择平衡型机械密封（非API610标准）。对于单级单吸泵，入口压力越高，意味着轴所受的力越大，容易造成弯曲，此时就必须要增加轴的直径以提高其刚性，但是轴径的增大会导致轴向力的增大，此时就必须要采用重载轴承设计，同时压力增高泵壳就必须采用足够高强度的材料或者增加厚度。种种因素，会导致泵本身的成本增加，从而也导致用泵的成本增加。

本文摘自《泵世界》，安徽卧龙泵阀转载