ANSI HI HYDRAUL HI 1.3-2013 en Rotodynamic Centrifugal Pumps for Design and Application (C102).pdf

1、6 Campus DriveFirst Floor NorthParsippany, New Jersey07054-4406 www.Pumps.org ANSI/HI1.3-2013ANSI/HI 1.3-2013American National Standard forRotodynamic Centrifugal Pumpsfor Design and ApplicationThis page intentionally blank.ANSI/HI 1.3-2013American National Standard forRotodynamic Centrifugal Pumpsf

2、or Design and ApplicationSponsorHydraulic Institute www.Pumps.org Approved December 19, 2013American National Standards Institute, Inc.Hydraulic Institute Standards, Copyright 1997-2013, All Rights ReservedApproval of an American National Standard requires verification by ANSI that therequirements f

3、or due process, consensus and other criteria for approval have been metby the standards developer.Consensus is established when, in the judgement of the ANSI Board of StandardsReview, substantial agreement has been reached by directly and materially affectedinterests. Substantial agreement means muc

4、h more than a simple majority, but not nec-essarily unanimity. Consensus requires that all views and objections be considered,and that a concerted effort be made toward their resolution.The use of American National Standards is completely voluntary; their existence doesnot in any respect preclude an

5、yone, whether he has approved the standards or not,from manufacturing, marketing, purchasing, or using products, processes, or proce-dures not conforming to the standards.The American National Standards Institute does not develop standards and will in nocircumstances give an interpretation of any Am

6、erican National Standard. Moreover, noperson shall have the right or authority to issue an interpretation of an AmericanNational Standard in the name of the American National Standards Institute. Requestsfor interpretations should be addressed to the secretariat or sponsor whose nameappears on the t

7、itle page of this standard.CAUTION NOTICE: This American National Standard may be revised or withdrawn atany time. The procedures of the American National Standards Institute require thataction be taken periodically to reaffirm, revise, or withdraw this standard. Purchasers ofAmerican National Stand

8、ards may receive current information on all standards by call-ing or writing the American National Standards Institute.Published ByHydraulic Institute6 Campus Drive, First Floor NorthParsippany, NJ 07054-4406www.Pumps.org Copyright 2013 Hydraulic InstituteAll rights reserved.No part of this publicat

9、ion may be reproduced in any form, in an electronic retrieval system or otherwise, without prior written permission of the publisher.Printed in the United States of AmericaISBN 978-1-935762-16-4AmericanNationalStandardRecycledpaperHydraulic Institute Standards, Copyright 1997-2013, All Rights Reserv

10、ediiiContentsPageForeword . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ix1.3 Design and application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11、 . . . . . . . . . . . . . . . . 11.3.1 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.3.2 Introduction to pump classifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12、. . . . . . . . . . . . . . 11.3.2.1 Introduction to pump industry segments and general applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.3.2.2 Preferred units for pump applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.3.3 Ca

13、sings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.3.3.1 Single volute . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14、71.3.3.2 Double volute . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.3.3.3 Diffuser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15、 . . . . . 81.3.3.4 Circular (concentric) casing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.3.3.5 Multistage arrangements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16、. 81.3.3.6 Corrosion allowance for metallic rotodynamic pumps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111.3.4 Impellers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111.3.4.1 General

17、 impeller types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111.3.4.2 Single suction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121.3.4.3 Double

18、suction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131.3.4.4 Multistage pumps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131.3.4.5 Enclose

19、d . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131.3.4.6 Semi-open. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141.3.4.7

20、 Open . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141.3.4.8 Special suction impeller (inducer). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141.3.5 Me

21、chanical features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151.3.5.1 Calculation of radial thrust for volute pumps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151.3.5.2 Calculation of ax

22、ial thrust for impellers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211.3.5.3 Types of bearing arrangements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311.3.5.4 Shaft deflection . . . . . . . . .

23、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351.3.5.5 Guidelines for bearings and lubrication methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .431.3.5.6 Bearing lubrication . . . . . . . . . . . . . . . .

24、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531.3.5.7 Type of couplings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 571.3.5.8 Shaft seals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

25、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 601.3.6 Performance, selection criteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 661.3.6.1 Determination of operating duty point. . . . . . . . .

26、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 661.3.6.2 Minimum flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 721.3.6.3 Net positive suction head . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 721.3.6.4 Suction performance considerations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 781.3.6.5 Liquid temperature rise in a rotodynamic pump . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .781.3.6.6 Efficiency prediction method for rotodynamic pumps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 811.3.6.7 Effects of handling viscous liquids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29、 . . . . . 811.3.6.8 Startup and shutdown. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 811.3.6.9 Reverse runaway speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30、 821.3.6.10 Water hammer (hydraulic shock) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 821.3.6.11 Pump liquid temperature limits on end suction pumps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 831.3.6.12 Intake design. . .

31、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83Hydraulic Institute Standards, Copyright 1997-2013, All Rights Reservediv1.3.6.13 Pump and motor speedtorque curves. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

32、 . . . . . . . . . . . . . . . 831.3.7 Noise levels. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 921.3.7.1 Estimation of sound pressure levels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

33、 . . . . . . . . . . . 921.3.8 Baseplates introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 941.3.8.1 Functional requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

34、 . . . . . 951.3.8.2 Baseplate types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 961.3.8.3 Tolerancing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

35、 . . . . . . 1071.3.8.4 Stress and rigidity requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1071.3.8.5 Coupling alignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

36、 . 1071.3.8.6 Shims and fasteners . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1081.3.8.7 Lifting requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

37、81.3.8.8 Miscellaneous criteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108Appendix A Introduction to pump classifications, industry segments, and general applications . . . . . . . . . . 110A.1 Pump classifications . . . . .

38、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110A.2 Pump industry segments and general service applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110A.2.1 General service applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

39、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113A.2.2 Transfer pumping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113A.2.3 Booster service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

40、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114A.2.4 Pumps used as hydraulic turbines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114A.2.5 Dry pit (nonclog) pumps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

41、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117A.2.6 Self-priming pump applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119A.2.7 Two-phase pumping applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42、 . . . . . . . 122Appendix B Other configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126B.1 Introduction to Appendix B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

43、. . . 126B.1.1 Regenerative turbine pumps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126B.1.2 Pitot tube pumps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131B.1.3

44、 Sump pumps - introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137Appendix C Drivers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153C.1 In

45、troduction to Appendix C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153C.1.1 Electric motors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153C.1.2 Engines. .

46、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168C.1.3 Steam turbine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175C.1.4 Eddy curre

47、nt drives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176C.1.5 Deceleration devices. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176C.1.6 Variable-speed driv

48、es and gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176Appendix D Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177Appendix E Index . . . . . . . .

49、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180Figures1.3.1 Rotodynamic centrifugal pump types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.3.3.1 Single volute casing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.3.3.2 Double (dual) volute casing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .