暖通工程师经典答疑：系统设计

　　提问：

　　密闭式水冷系统离心泵进口压力0.5公斤压力，因此离心泵无负压不产生气泡，循环支路管有负压水汽化产生气泡，现象循环系统停机后静压上升，最高时可达2 公斤压力，同样现象反复出现多次。问：是由于循环支路管有负压水汽化产生气泡，会造成系统压力上升吗?再有负压水汽化产生的水蒸汽，停机后同样温度、正压下难道不能完全回到水中吗?

　　答疑：

　　一个闭式循环冷水系统，其静水压头为20m，离心泵的扬程为30m，系统的工作压力约为0.5mpa。由于其各分支循环系统的严重不平衡，使得处于水泵吸入段的个别支路流速过高、负压度过高，而别的支路流速偏低、负压度偏小。对于负压度过高的个别支路，一旦达到对应水温下的饱和汽化压力(以一般32℃的循环冷却水为例，其汽化压力约为5kpa)以下时，就会汽化，产生气泡。不仅如此，由于系统管道产生负压后，其相关节点、管道接头和末端设备等缝隙处还会吸入空气。单一末端的无分支系统，由于水的连续性原理，只要泵的吸入水头配置合理，不会发生此类现象。

　　我们知道，水是不可压缩的，而水蒸气和气体则是可压缩的。汽化产生和负压吸入的气体通过水泵压出时不仅会产生气蚀、振动和哨音，还会使系统压力波动，忽高忽低。一般情况下，水蒸气会随着水泵压出段管路压力的升高(或水泵停止运行后的静压平衡)又凝结成液态溶入系统，但其它如空气类气体是不会轻易改变的，它们会随着流体流动。如果气水同向且坡度合理，它会到达系统的高点，通过自动排气阀排除;而如气水反向或坡度不合理，或高处没有排气阀，它就会堵在局部弯头、高点不动，造成局部气塞、压力升高、循环失灵。

　　同理，此种现象也常会发生在平衡不好的热水循环系统中。热水(一般热水循环泵的吸入段水温约为80℃)所对应的汽化压力较之冷水要高(约为50kpa)，亦即较小的负压度就会汽化。这也是热水循环泵要有特殊制造要求、规范规定我们的水力计算系统不平衡度要小于15%的重要性之所在。

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