离心泵的安装高度Hg计算

关于离心泵安装高度计算问题的探讨关于离心泵安装高度计算问题的探讨摘要：要正确使用离心泵，必须正确计算离心泵最大安装高度，本文从基本原理出发，用允许吸上真空度Hs或汽蚀余量Δh计算离心泵最大安装高度，从理论上证明了两种计算方法的一致性，并对离心泵发生汽蚀现象的原因及离心泵运转时泵内液体压强的变化作了分析。

关键词：离心泵；安装高度；汽蚀；汽蚀余量；真空度A Discussion on the Calculation of Centrifugal Pump’s Suck-up DistanceAbstract: The formula to calculate installing height of centrifugal pump is derived form permissible vacuum suction height Hs or net pump suction head Δh based on based on basic principles. Consistency of the two methods is proved in theory. This paper describes the causes for cavitations of centrifugal pump, and analyses the pressure change when the pump is running.Key words: centrifugal pump; installing height; vapor corrosion; residential cavitations air; vacuum contents１２化工生产过程都是由各种类型的单元操作构成，而其中所涉及的最基本的单元操作是流体输送，如何选择流体输送机械及正确安装使用成为工艺计算中最基本的问题之一。

化工中所涉及的流体大部分是液体，所用的输送机械有80%是离心泵。

30%盐酸:18.4+39.4=57.8(mmHg)=7.7(KPa) t=40度离心泵的安装高度技术离心泵的安装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；对于大流量离心泵，这个高度应按叶轮入口边最高点与液面之间的距离来考虑。

它与允许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，离心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300 m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20℃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。

可以由允许吸入真空度计算泵的安装高度。

如果已知泵的允许吸上真空度，计算泵的安装高度则按式(7-2)计算。

允许吸上真空度H。

是指泵人口处压力p；可允许达到的最大真空度。

而实际的允许吸上真空高度H。

值并不是计算值。

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。

但应注意的是泵样本中给出的H,值是用清水为工作介质.20。

C及大气压力为1. 013×lOs Pa时的值，当操作条件及工作介质不同时，需进行换算。

2-6 离心泵的安装高度为什么要提出安装高度问题呢？倘若吸水池液面通大气，即使泵壳内的绝压（1p ）为零，即真空度为1个大气压，其安装高度g H 亦会小于或等于m 10，如图2-5所示。

若大于10米，则池中液体就不会源源不断压入泵壳内。

另外，若泵壳的绝压（1p ）小于被输送液的饱和蒸汽压（v p ），则液体将发生剧烈汽化，气泡剧烈冲向叶轮，使叶轮表面剥离、破损，发生“气蚀”现象，即气泡对叶轮的腐蚀现象。

为了避免“气蚀”。

所以必须满足v p p ≥1。

所以安装高度g H 必须小于m gp p ρ10−。

那么实际安装高度Hg 应如何计算呢？图2-5 安装高度示意图在图2-5中的贮槽液面0-0与泵入口处1-1截面，列柏努利方程得，,,02201021112000===+++=++u H z z h g u g p z g u g p z g fΘρρfg h gu g p p H −−−=∴22110ρ ………………)(a（1） 气蚀余量法（h ∆）气蚀余量h ∆，是指泵入口处动压头与静压头之和⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+g p g u ρ1212，超过液体在操作温度下水的饱和蒸汽压具有的静压头(gp vρ之差，即g p g p g u h vρρ−⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+=∆1212 …………)(b改写式（a ）并将式（b ）代入得：f v vgh gp g p g p g u g p H −+−+−−=ρρρρ0212f vg h gp g p h H −−+∆−=∴ρρ0 (Ⅴ)式中, h ∆——由泵样本查得的气蚀余量值，m ； 0p ——泵工作处的大气压强，Pa ；v p ——操作温度下被输液的饱和蒸汽压，Pa ；（2） 允许吸上真空高度法（s H ）目前出版的新的泵样本中，已没有列出s H 数值。

但90年代以前出版的教材和泵样本中，是列有s H 值的。

为了便于新老样本的衔接，此处简要介绍此法。

定义 gp p H s ρ−=10 将s H 代入式)(a 得：fs g h gu H H −−=221 ………………)(c考虑到泵工作地点的大气压强不一定是一个大气压，泵所需送液体也不一定是20 o C 的水，将压力与温度校正项加进去，代入式（c ）得：fv s g h g u g p g p H H −−⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−−⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−+=224.010210ρρ (Ⅵ)此即允许吸上真空高度法计算泵安装高度的公式。

水泵最大安装高度是什么，又应该如何计算？
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离心泵是输水中最常用的泵之一，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。

为了避免汽蚀现象的发生，离心泵的安装高度需要进行非常仔细的校核计算。

水泵进水侧装置形式示意图如下：
泵的允许几何安装高度与多方面条件有关，公式如下：
式中：[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。

不同海拔时的大气及对应的水头高度见下表：
不同温度时水的饱和蒸汽压对应水头高度见下表：
例：某品牌VISO125X100-315-55/2水泵汽蚀余量为[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。

离心泵的安装高度计算方法在我们平时生活应用中，离心泵的使用非常广泛，但是大部分消费者如离心泵的正确使用方法还是很迷惑，安装的具体高度也不清楚。

本文详细讲述了离心泵的高度计算步骤，以及离心泵的启动原理，希望能够在日常生活应用中帮助到大家。

离心泵的安装高度计算允许吸上真空高度Hs是指泵入口处压力p1可允许达到的最大真空度。

而实际的允许吸上真空高度Hs值并不是根据式计算的值，而是由水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。

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-0.242 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：第一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΄s2 汽蚀余量Δh对于油泵，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。

例2-3 某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℃清水时离心泵的安装。

2 改为输送80℃水时离心泵的安装高度。

解：1 输送20℃清水时泵的安装高度。

泵扬程计算公式：H=H1+H2+V2^2/2g+h1H1:垂直距离，米；H2：泵座出口压力，米；V2^2/2g：泵座出口测压点处动能，米；h1:井内泵管的水力损失，（取7--9米）。

1）、300米输送水力损失：输送管内径300mm损失23米；输送管内径325mm损失14米；输送管内径350mm损失10米；输送管内径400mm损失5米；2）、H1=40米；出水口到目的高度；3）、H2= 根据上面40米的定义，可取动水位到出水口高度列入计算；4）、v=2m/s;5) 、气蚀余量：深井泵忽略，离心泵随便估算个个位数值即可；6) 、前提条件：抽水处和目的水池均为标准大气压；上面6项全部相加得到的数值×1.1裕度。

325mm管路水平输送300米到达高度40处，大约扬程：66--70米扬程。

终于找到了。

根据条件选择水泵合适的扬程。

水泵的扬程是指将水输送出去的高度，即水面到出水口的垂直高度，用米作单位。

水通过输水管路和管路附件时会受到磨擦阻力，损失一部分扬程（称为损失扬程）。

因此，水泵的总扬程等于实际扬程与损失扬程之和。

而水泵铭牌上所注明的扬程是指水泵的总扬程。

因此，我们在测出实际扬程后去购买水泵时，要在总扬程（即铭牌上的扬程）中考虑到损失扬程。

损失扬程应根据管路长短、底阀等附件的情况，一般其值为实际扬程10%－20%，即：水泵总扬程（铭牌上的扬程）＝实际扬程＋损失扬程（10%－20%的实际扬程），通过计算，我们就可以知道需要多大扬程水泵，方便选择。

扬程计算泵的扬程计算是选择泵的重要依据，这是由管网系统的安装和操作条件决定的。

计算前应首先绘制流程草图，平、立面布置图，计算出管线的长度、管径及管件型式和数量。

一般管网如下图所示，（更多图例可参考化工工艺设计手册）。

D——排出几何高度，m；取值：高于泵入口中心线：为正；低于泵入口中心线：为负；S——吸入几何高度，m；取值：高于泵入口中心线：为负；低于泵入口中心线：为正；Pd、Ps——容器内操作压力，m液柱（表压）；取值：以表压正负为准Hf1——直管阻力损失，m液柱；Hf2——管件阻力损失，m液柱；h ——泵的扬程，m液柱。

2-6 离心泵的安装高度为什么要提出安装高度问题呢？倘若吸水池液面通大气，即使泵壳内的绝压（1p ）为零，即真空度为1个大气压，其安装高度g H 亦会小于或等于m 10，如图2-5所示。

若大于10米，则池中液体就不会源源不断压入泵壳内。

另外，若泵壳的绝压（1p ）小于被输送液的饱和蒸汽压（v p ），则液体将发生剧烈汽化，气泡剧烈冲向叶轮，使叶轮表面剥离、破损，发生“气蚀”现象，即气泡对叶轮的腐蚀现象。

为了避免“气蚀”。

所以必须满足v p p ≥1。

所以安装高度g H 必须小于m gp p ρ10−。

那么实际安装高度Hg 应如何计算呢？图2-5 安装高度示意图在图2-5中的贮槽液面0-0与泵入口处1-1截面，列柏努利方程得，,,02201021112000===+++=++u H z z h g u g p z g u g p z g fΘρρfg h gu g p p H −−−=∴22110ρ ………………)(a（1） 气蚀余量法（h ∆）气蚀余量h ∆，是指泵入口处动压头与静压头之和⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+g p g u ρ1212，超过液体在操作温度下水的饱和蒸汽压具有的静压头(gp vρ之差，即g p g p g u h vρρ−⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+=∆1212 …………)(b改写式（a ）并将式（b ）代入得：f v vgh gp g p g p g u g p H −+−+−−=ρρρρ0212f vg h gp g p h H −−+∆−=∴ρρ0 (Ⅴ)式中, h ∆——由泵样本查得的气蚀余量值，m ； 0p ——泵工作处的大气压强，Pa ；v p ——操作温度下被输液的饱和蒸汽压，Pa ；（2） 允许吸上真空高度法（s H ）目前出版的新的泵样本中，已没有列出s H 数值。

但90年代以前出版的教材和泵样本中，是列有s H 值的。

为了便于新老样本的衔接，此处简要介绍此法。

定义 gp p H s ρ−=10 将s H 代入式)(a 得：fs g h gu H H −−=221 ………………)(c考虑到泵工作地点的大气压强不一定是一个大气压，泵所需送液体也不一定是20 o C 的水，将压力与温度校正项加进去，代入式（c ）得：fv s g h g u g p g p H H −−⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−−⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−+=224.010210ρρ (Ⅵ)此即允许吸上真空高度法计算泵安装高度的公式。