

离心泵 - 就像任何类型的机械一样 - 通过反复试错开始的,由让水流动的愿望驱动,而不考虑效率、汽蚀或任何与科学和计算有关的问题。对泵进行工程/分析的更多方法可以追溯到大约100年前,到“正式”泵公司成立时。如今,泵水力学的工程方法发生了重大变化。
Research of pumps hydraulics - improving efficiency (saving energy) and extending pump life via enhanced designs resistant to cavitation - 由Igor Karassik、Warren Fraser和其它泵水力学专家合著。Karassik的一篇著名论文“Flow Recirculation in Centrifugal Pumps: From Theory to Practice”发表于1981年。在美国机械工程师协会(ASME)的年度会议上,作者使用相对较小(20英寸以下)的单吸和双吸离心泵来介绍他预测流量再循环点的理论。
Karassik的同事Fraser发表了一篇类似的论文“Flow Recirculation in Centrifugal Pumps”,包括实验室测试,他研究了单吸、双吸和多级泵。在本文中,Fraser还开发了图形,将各种Ns值下的NSS限制与再循环状态的开始联系起来。
1983年,J.L. Hallam的“Suction Specific Speed is Important in Pump Failure Rates”,从最终用户的角度(他在Amoco Oil公司工作)提出了一项关于NSS和故障率的研究,并从经验/统计角度发现,在NSS超过11,000后,故障率呈指数级增长。因此,11,000成为NSS限制的大致工业标准。
在1980年代后期,Elemer Makay,Paul Cooper和其他人加入了电力研究所(EPRI)的工作,进一步发展了研究,将叶轮汽蚀寿命的实用现场统计数据与分析联系起来,用可量化的图表和公式将主题提升到一个新的水平。Cooper的出版物“Perspective: The New Face of R&D – A Case Study of the Pump Industry”(ASME学报,1996年12月,第118卷)概述了研究和开发,最终以计算流体动力学(CFD)结束,这意味着与早期的经验方法和测试实验方法相比,可以在很短的时间和相对较低的成本对泵的内部水力系统进行建模和分析。
尽管泵的研究取得了进展(包括汽蚀研究),但这些方法主要满足了泵制造商的需求。用户无法负担复杂实验室的时间和投资,无法根据泵的类型、形状和行业独特性得出限制。需要采取总体的“一刀切”的办法,因此采取了一种简化、更保守的方法。这就是为什么“9,500”成为水力水力学会(HI)的一个选择,以限制Nss,无论Ns或泵类型如何。同样,美国石油学会API 610关于炼油厂使用的离心泵的规范将泵的运行限制在BEP的60%以上(120%以下),尽管一些泵可以将运行范围扩大到这些限制之外。
这些粗略的指导方针成为关键服务中泵采购规范中的一个实用标准,而不太关键(通常较小)的泵在基于最小连续稳定流量(MCSF)的流量运行中仍然受到限制,如泵制造商的性能曲线所示。
有关计算吸入再循环开始的详细知识和信息,请参阅相关出版物,以及泵制造商水力设计师保留的知识中获得。如果您接触的泵世界主要是最终用户,请使用已经发布的简化指南,例如HI、API 610 或类似的已发布的规范。诚然,与市政工厂的多级热水锅炉给水泵或混流立式泵相比,双吸冷却水泵开始再循环的确切流量值会有所不同。但是,保守地使用这些值将有助于确保安全可靠的运行以及延长叶轮的使用寿命。
注:
1)文中的吸入比转速值为美制单位。
2)关于吸入比转速的更详细信息,有兴趣的朋友可查阅泵沙龙文章“全面理解离心泵吸入比转速”、“吸入比转速解读及其对离心泵性能的影响”。

