離心泵的工作原理.doc

1、離心泵的工作原理離心泵依靠旋轉(zhuǎn)葉輪對(duì)液體的作用把原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳遞給液體。由于作用液體從葉輪進(jìn)口流向出口的過(guò)程中，其速度能和壓力能都得到增加，被葉輪排出的液體經(jīng)過(guò)壓出室，大部分速度能轉(zhuǎn)換成壓力能，然后沿排出管路輸送出去，這時(shí)，葉輪進(jìn)口處因液體的排出而形成真空或低壓，吸入口液體池中的液體在液面壓力（大氣壓）的作用下，被壓入葉輪的進(jìn)口，于是，旋轉(zhuǎn)著的葉輪就連續(xù)不斷地吸入和排出液體。2、容積泵的工作原理（回轉(zhuǎn)式） 動(dòng)力通過(guò)軸傳給齒輪，一對(duì)同步齒輪帶動(dòng)泵葉作同步反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使進(jìn)口區(qū)產(chǎn)生真口，降介質(zhì)吸入，隨泵葉的轉(zhuǎn)動(dòng)，將介質(zhì)送往出口，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，出口腔容積變小，產(chǎn)生壓力（出口高壓區(qū)）將介質(zhì)輸出。由于容積泵轉(zhuǎn)數(shù)較低、自吸能力較強(qiáng)、流動(dòng)性能較差的高粘介質(zhì)，有充分時(shí)間和速度充滿空穴，所以，該類型泵適用于高粘介質(zhì)。泵內(nèi)部密封面。內(nèi)瀉較小，所以泵的效率較高，可達(dá) 70 以上，同時(shí)可以達(dá)到高壓輸送介質(zhì)，并且對(duì)粘度較小的介質(zhì)也有良好的適應(yīng)性。3、離心泵的分類及各自的特點(diǎn)離心泵按其結(jié)構(gòu)形式分為：立式泵和臥式泵，立式泵的特點(diǎn)為：占地面積少，建筑投入小，安裝方便，缺點(diǎn)為：重心高，不適合無(wú)固定底腳場(chǎng)合運(yùn)行。臥式泵特點(diǎn)：適用場(chǎng)合廣泛，重心低，穩(wěn)定性好，缺點(diǎn)為：占地面積大，建筑投入大，體積大，重量重。4、容積泵的分類及特點(diǎn) 容積式泵分為往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式二大類，回轉(zhuǎn)式容積泵與往復(fù)式容積泵相比，回轉(zhuǎn)式泵沒(méi)有吸、排液閥，不會(huì)向往復(fù)泵那樣，因高粘度液體對(duì)閥門(mén)的正常工作有影響，泵效隨粘度提高而快速降低。而且在輸送液體粘度提高時(shí)，泵轉(zhuǎn)數(shù)的下降比往復(fù)泵小，因而，在輸送高粘度液體或液體粘度變化較大時(shí)，采用回轉(zhuǎn)式溶劑泵比采用往復(fù)式容積泵更為適宜?；剞D(zhuǎn)式容積泵分：齒輪泵、旋轉(zhuǎn)活塞泵、螺桿泵、和滑片泵等幾類。具有轉(zhuǎn)數(shù)低、效率高、自吸能力強(qiáng)、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、部分泵可預(yù)熱等特點(diǎn)，廣泛用于高粘介質(zhì)的輸送。缺點(diǎn)：占地面積大，建筑投入大，體積大，重量重。 5、泵的流量以及與重量的換算 泵在單位時(shí)間內(nèi)，實(shí)際輸送液體的體積稱為泵的流量，流量用 Q 表示，計(jì)量單位：立方米 / 小時(shí)（m3/h），升 / 秒（l/s）， L/s= 3.6 m3 /h= 0.06 m3 /min= 60L /min G=QG 為重量 為液體比重例：某臺(tái)泵流量 80m3 /h ，介質(zhì)的比重為 780 公斤 / 立方米。輸送介質(zhì)時(shí)每小時(shí)重量 G：G=Q=80 780（m3/h kg/ m3）= 62400kg6、泵的壓力、揚(yáng)程、轉(zhuǎn)速及表示形式以及其換算公式 壓力的全稱為泵的全壓力，是指泵的排出壓力和泵的吸入壓力之差。泵的壓力用 P 表示，單位? Mpa （兆帕） 揚(yáng)程是指單位重量液體流經(jīng)泵以后能量的增加值，即液體在泵出口和進(jìn)口的水頭之差通常用字母 H 表示。單位為米（m）， H=P/ 。如 P 為 1kg /cm2 ，則 H= （lkg/cm2）/（1000kg/m3） H=（1kg/cm3）/（1000公斤/m3）=（10000公斤/m2）/1000 公斤 /m3= 10m 1Mpa= 10kg /cm2， H=（P2-P1）/（P2= 出口壓力 P1= 進(jìn)口壓力）比例關(guān)系：Q1/Q2=r1/r2 H1/H2=(r1/r2)2 7、泵的效率及計(jì)算方法 泵的效率指泵的有效功率和軸功率之比。=Pe/P 泵的功率通常指輸入功率，即原動(dòng)機(jī)傳到泵軸上的功率，故又稱軸功率，用 P 表示。 有效功率又稱為輸出功率即：泵的揚(yáng)程和質(zhì)量流量及重力加速度的乘積。Pe=gQH （W）或 Pe= QH/1000 （KW） ：泵輸送液體的密度（kg/m3） ：泵輸送液體的重度 = g （N/m3） g：重力加速度（m/s） 質(zhì)量流量 Qm= Q（t/h 或 kg/s）8、什么叫汽蝕余量？什么叫吸程？各自計(jì)量單位表示字母？泵在工作時(shí)液體在葉輪的進(jìn)口處因一定真空壓力下會(huì)產(chǎn)生氣體，汽化的氣泡在液體質(zhì)點(diǎn)的撞擊運(yùn)動(dòng)下，對(duì)葉輪等金屬表面產(chǎn)生剝蝕，從而破壞葉輪等金屬，此時(shí)真空壓力叫汽化壓力，汽蝕余量是指在泵吸入口處單位重量液體所具有的超過(guò)汽化壓力的富余能量。單位用米標(biāo)注，用（NPSH） r 。吸程h ：一種就等同于自吸高度，另外一種是指水泵的允許安裝高度即泵允許吸液體的真空度，單位用米。吸程 = 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（10.33 米） - 汽蝕余量 - 安全量（0.5 米）標(biāo)準(zhǔn)大氣壓能壓管路真空高度 10.33 米 。 例如：某泵必需汽蝕余量為 5.0 米 ，求吸程h？解：h=10.33-5.0-0.5= 4.83 米 9、什么是泵的性能曲線？包括幾方面？有何作用？ 通常把表示主要性能參數(shù)之間關(guān)系的曲線稱為泵的性能曲線或特性曲線，實(shí)質(zhì)上，泵性能曲線是液體在泵內(nèi)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的外部表現(xiàn)形式，通過(guò)實(shí)測(cè)求得。特性曲線包括：流量 - 揚(yáng)程曲線（Q - H ），流量 - 效率曲線（ Q - ），流量 - 功率曲線（ Q-N ），流量 - 汽蝕余量曲線（ Q - （ NPSH ）r ），性能曲線作用是泵的任意的流量點(diǎn)，都可以在曲線上找出一組與其相對(duì)的揚(yáng)程，功率，效率和汽蝕余量值，這一組參數(shù)稱為工作狀態(tài)，簡(jiǎn)稱工況或工況點(diǎn)，離心泵最高效率點(diǎn)的工況稱為最佳工況點(diǎn)，最佳工況點(diǎn)一般為設(shè)計(jì)工況點(diǎn)。一般離心泵的額定參數(shù)即設(shè)計(jì)工況點(diǎn)和最佳工況點(diǎn)相重合或很接近。在實(shí)踐選效率區(qū)間運(yùn)行，即節(jié)能，又能保證泵正常工作，因此了解泵的性能參數(shù)相當(dāng)重要。 10。什么是比轉(zhuǎn)速？比轉(zhuǎn)速是一個(gè)說(shuō)明流量Q、揚(yáng)程H、轉(zhuǎn)速n之間關(guān)系的一個(gè)從相似理論中引出來(lái)的綜合性參數(shù)，相似泵在相似的工況下比轉(zhuǎn)速用下面的公式確定： nq=nQ1/2/H3/4 從上式及相似理論可知，nq對(duì)一系列幾何相似的泵在相似的工況下相等。因此，在泵的最佳工況點(diǎn)下，我們可能用這一參數(shù)作為相似泵的特征參數(shù)，或者說(shuō)是判別數(shù)。比轉(zhuǎn)速的最初應(yīng)用是在水輪機(jī)上應(yīng)用，為使其也能在離心泵中應(yīng)用，經(jīng)單位換算后我們得到二者統(tǒng)一的表達(dá)式： ns=3.65nQ1/2/H3/4 （其中流量Q單位：m3/s） 顯然，ns3.65 nq，二者相差3.65倍，但是，作為比轉(zhuǎn)速的參數(shù)意義上來(lái)說(shuō)二者沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別，所以，我們?cè)陔x心泵中習(xí)慣上就用ns來(lái)表示其比轉(zhuǎn)速。同一臺(tái)泵在不同工況條件下的比轉(zhuǎn)速并不相等，通常只用最佳工況點(diǎn)下的ns來(lái)代表一系列幾何相似的泵。比轉(zhuǎn)速的用處：一、利用比轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)葉輪進(jìn)行分類 比轉(zhuǎn)數(shù)的大小與葉輪形狀和泵的性能曲線有密切關(guān)系。比轉(zhuǎn)數(shù)確定以后，葉輪形狀和性能曲線的形狀就大致地確定了。比轉(zhuǎn)數(shù)越小，葉輪流道相對(duì)地越細(xì)長(zhǎng)，葉輪外徑和進(jìn)口直徑的比值（D2/D0）越大，性能曲線比較平坦；隨著比轉(zhuǎn)數(shù)的逐漸增大，葉輪流道相對(duì)地越來(lái)越寬，（D2/D0）的值越來(lái)越小，性能曲線也就越陡；當(dāng)比轉(zhuǎn)數(shù)大到一定數(shù)值后葉輪出口邊就傾斜，成了混流泵，性能曲線開(kāi)始出現(xiàn)“S形曲線”，如果比轉(zhuǎn)數(shù)繼續(xù)增大，當(dāng)D2D0時(shí)就成了軸流泵，此時(shí)性能曲線更陡，“S形曲線”更嚴(yán)重。 由于泵比轉(zhuǎn)數(shù)與葉輪形狀有關(guān)，所以泵的各種損失和離心泵的總效率均與比轉(zhuǎn)數(shù)有關(guān)。二、比轉(zhuǎn)數(shù)是編制離心泵系列的基礎(chǔ)) 在編制離心泵系列時(shí)，適當(dāng)?shù)剡x擇流量、揚(yáng)程和轉(zhuǎn)速等的組合，就可以使比轉(zhuǎn)數(shù)在型譜圖上均勻地分布。三、比轉(zhuǎn)數(shù)是離心泵設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ) 無(wú)論是相似設(shè)計(jì)法，還是速度系數(shù)設(shè)計(jì)法，都是以比轉(zhuǎn)數(shù)為依據(jù)來(lái)選擇模型或速度系數(shù)的。11、泵軸功率和電機(jī)配備功率之間關(guān)系 泵軸功率是設(shè)計(jì)點(diǎn)上原動(dòng)機(jī)傳給泵的功率，在實(shí)際工作時(shí)，其工況點(diǎn)會(huì)變化，因此原動(dòng)機(jī)傳給泵的功率應(yīng)有一定余量，另電機(jī)輸出功率因功率因數(shù)關(guān)系，因此經(jīng)驗(yàn)作法是電機(jī)配備功率大于泵軸功率。（見(jiàn)下表） 軸功率余量0.12-0.55kw1.3-1.5 倍 0.75-2.2kw1.2-1.4 倍 3.0-7.5 kW1.15-1.25 倍 11 kW 以上1.1-1.15 倍 并根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) Y 系列電機(jī)功率規(guī)格選配 完整水泵軸功率計(jì)算公式應(yīng)該為P=流量*揚(yáng)程*g*介質(zhì)比重/泵效率其中流量單位為m3/h，得到的功率單位為KW如果介質(zhì)是水的話，那么公式應(yīng)該演變?yōu)镻=流量*揚(yáng)程/（3.6*102*效率）=流量*揚(yáng)程/（367*效率） 12、管道阻力以及經(jīng)驗(yàn)計(jì)算 液體在管道和管道附件流動(dòng)中，由于管壁的阻力而損失的揚(yáng)程稱為管道阻力。下表為：閥及彎管折合直管長(zhǎng)度 種 類折合管路直徑倍數(shù)備 注全開(kāi)閘閥13未暢開(kāi)加倍標(biāo)準(zhǔn)彎管25逆 止 閥100底 閥100部分堵塞加倍注：例如 100mm 直徑管， 底閥折合 100 倍直徑，等于 100 100= 10000mm = 10mm 直管長(zhǎng)度，假定流量為 8L /S 查上表，直管每 100m 損失 1.3m， 則 10m 損失 0.13m， 即 100mm 底閥，流量為 8L /S 時(shí)， 則損失揚(yáng)程