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立式化工泵用于表面处理高温药水的两难之处

2017-2-1 10:14:55      点击:


 以水为例, 平常的水于大气环境下, 能维持其液态, 一旦移到真 空中, 将立刻炸开成体积1700倍左右的水蒸气, 这是因为真空中没有大气压力压住水分子的动能之故, 于不同水温时, 其动能并不相同, 也就是饱和蒸汽压并不相同, 但只要液体周遭的气压大于其饱和蒸汽压, 就可以压住水而使其不炸开或沸腾了.


我们用吸管由高处吸水之时, 若高度差愈大, 则愈难将水吸上来, 因为人体口腔或肺部肌肉能创造之真空度有限, 若能创造愈大之真空度, 则吸管外部之大气压就把水压上更高的高度, 以弥补吸管内的真空度, 其压上高度的上限值为大气压力换算成水的高度, 也就是一大气压等于10.336米.

离心泵浦于叶轮高速运转的情况下, 将泵体内的液体由出口抛出, 这也一样是在创造入口处的真空度, 并由入口吸入液体, 只是其强度比之人体所能创造的又强多了.

而大气压力所能将入口槽的液体压上的高度并不永远维持10.336米, 以水为例, 20度C之时, 其饱和蒸汽压为每平方公分0.02383Kg(标准之一大气压为每平方公分1.0336Kg), 但是80度C之时, 饱和蒸汽压即提升为每平方公分0.48297Kg, 若将80度C水移到高山上, 当周围气压低于0.48297Kg时, 水在80度C就开始沸腾了. 也就是说, 泵浦入口处的水于80度C之时, 其饱和蒸汽压0.48279Kg将抵消掉一部分的大气压力, 剩下的就是大气压力能压上的高度 NPSHa, 而此时若是泵浦所创造的入口处真空度NPSHr 大于NPSHa, 则入口处就会出现真空的状态, 该处的水就会立刻炸开, 成为自行产生的气泡, 届时可能会产生下列状况:

1.     若水温极高, 气泡产生的又快又猛, 来不及由泵体上方逸出或夹杂在水中由出口甩出之时, 由上而下急速增大的气室将笼罩住叶轮, 造成air-lock气锁现象而空转无水的现象, 待停机后, 空气逸出, 又可以正常操作了.
2.     若水温相较之下不是极高, 其饱和蒸汽压并不是很大, 所抵销之大气压力有限, 则可能NPSHr 接近剩下来之NPSHa, 真空状态断断续续地出现, 气泡将断断续续地产生, 但又不会多到来不及逸出而出现气锁, 使叶轮因断断续续吸入之气泡而处于经常不平衡的状态下高速运转, 产生极大的震动, 震坏了泵浦及周遭的设备.

若是使用如机械轴封泵或是无轴封泵等密封泵体之情况, 则可以设法提高入口槽之水位高度, 只要高于入口处10.336米, 就可以增加一大气压的NPSHa压力了, 但是许多的表面处理药水只能使用立式泵来运作, 无法如此处理来增加NPSHa的压力值, 陷入两难的局面.

也许采用一种变通方式, 可以达到目的, 也就是于主立式泵浦之前, 设置一个较小型的增压立式泵浦, 提供足够之容量与一Kg以下之出口压力, 其作用相当于提高入口槽液面高度10米以下, 而且该增压泵之NPSHr可以设计成非常低, 以大幅减少气泡发生之机率.

***外部大气压力 + 入口液面与泵浦入口高度差所产生的压力 – 入口管损 – 液体于特定温度时的饱和蒸汽压(最大时即为一大气压) – 泵浦所产生的真空度 > 0时, 就不会产生真空, 也就不会出现汽蚀的气泡而损坏设备, 影响泵浦的流量扬程.