離心泵的結(jié)構(gòu)和工作原理

1、第二章 流體輸送機械流體輸送機械指向流體供給機械能的設(shè)備。泵輸送液體的設(shè)備壓縮機輸送氣體的設(shè)備流體輸送機械分類：1葉輪式（動力式）依靠高速旋轉(zhuǎn)的葉輪給液體動能，后再轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能；離心泵軸流泵2容積式（正位移式）依靠機械密封的工作空間作周期性的變化，擠壓流體，以增加流體的靜壓能；往復(fù)泵旋轉(zhuǎn)泵3流體動力作用式利用流體流動時，動能與靜壓能相互轉(zhuǎn)換來吸送流體；噴射泵氣體輸送機械：通風機，鼓風機，壓縮機，真空泵第一節(jié) 離心泵一、離心泵的結(jié)構(gòu)和工作原理離心泵具有結(jié)構(gòu)簡單、流量大且均勻，操作方便的優(yōu)點。1結(jié)構(gòu)由一高速旋轉(zhuǎn)的葉輪和蝸狀泵殼所組成。2工作原理（1） 離心泵的操作灌液克服氣縛現(xiàn)象啟動先關(guān)閉出口閥門

2、，再合閘運轉(zhuǎn)逐步開啟出口閥門，調(diào)節(jié)流量停車先關(guān)閉出口閥門，再拉閘（2）工作原理：1）液體的排出2）液體的吸入離心泵能不斷地輸送液體，主要是依靠泵內(nèi)葉輪的高速旋轉(zhuǎn)和逐漸擴大的通道，液體在泵殼內(nèi)因離心力作用而獲得了能量（動能）以提高壓強。（3）氣縛現(xiàn)象若離心泵在啟動前，未灌滿液體，殼內(nèi)存在空氣，使密度減小，產(chǎn)生的離心力就小，此時在吸入口所形成的真空度不足以將液體吸入泵內(nèi)。所以盡管啟動了離心泵，但不能輸送液體。二、離心泵的主要性能參數(shù) 離心泵銘牌上標注的參數(shù) 1流量qV（送液能力）：指單位時間內(nèi)泵能輸送的液體量L/s，m3/h2揚程He（泵的壓頭）：指單位重量液體流徑泵后所獲得的流量。m液柱測定壓頭

3、的實驗：壓力計真空表Z1Z2ho流量計12在1-1與2-2截面間列伯努利方程注意：泵的揚程不能僅僅理解為升舉高度。3功率和效率（1）有效功率：單位時間內(nèi)液體由泵實際得到的功。Pe=HeqVrg w（2）軸功率：泵軸從電動機得到的實際功率Pa （3）效率h1）容積損失由泵的泄漏所造成的。a. 離開葉輪的高壓液體，在吸入口與泵殼間的間隙回流到吸入口；b. 液體由軸套處，流出外界。因此泵所排出的液體量小于泵的吸入量。2）水力損失液體在泵內(nèi)摩擦阻力和局部阻力所引起的。3）機械損失泵運轉(zhuǎn)時，與軸承、軸封等機械部件的機械摩擦。泵的總效率反映了上述三種損失之總和三、離心泵的特性曲線1離心泵的特性曲線（1）H

4、e-qV曲線（2）Pa-qV曲線（3）h- qV曲線討論：1）為什么在啟動離心泵時，要關(guān)閉出口閥門？2）泵的銘牌上所標明的，是在最高效率下的流量，揚程和功率。3）高效率區(qū)在最高效率的93%內(nèi)。2葉輪轉(zhuǎn)數(shù)及尺寸對特性曲線的影響比例定律：， 切割定律： 3物理性質(zhì)對特性曲線的影響1）m：m，hf ，He，qV，Pa，h 2）r：He、qV無影響，Pa001HgP0四、離心泵的安裝位置和汽蝕現(xiàn)象離心泵的安裝位置可高于液面，也可低于液面。離心泵吸入液體是依靠葉輪的高速旋轉(zhuǎn)，在吸入口（葉輪中心處）形成負壓。假設(shè)吸入口（葉輪中心處）形成的負壓為絕對真空，則壓差為1atm，可將液體吸上10.33m高度.當吸

5、入口的壓強接近水的飽和蒸汽壓時，就會吸不上水汽蝕現(xiàn)象1汽蝕現(xiàn)象當泵的安裝位置不合適時，液體的靜壓能在吸入管內(nèi)流動克服位差、動能、阻力后，在吸入口處壓強降至該溫度下液體的飽和蒸汽壓Pv時，液體會汽化，并逸出所溶解的氣體。這些汽泡進入泵體的高壓區(qū)后，遽然凝結(jié)，產(chǎn)生局部真空，使周圍的 液體以高速涌向汽泡中心，造成沖擊和振動。大量氣泡破壞了液體的連續(xù)性，阻塞流道，增大阻力，使流量、揚程、效率明顯下降，嚴重時泵不能正常工作，給泵體以破壞。2離心泵的安裝高度（1）最大吸上真空高度：發(fā)生汽蝕現(xiàn)象時的吸上真空高度，Hs，max。 m液柱允許吸上真空高度： m液柱Hs，允許=Hs，max0.3m（安全量） 在液

6、面-吸入口之間列伯努利方程， 結(jié)論：為了提高安裝高度，應(yīng)盡量減少u12/2g、SHf，0-1值，故對吸入管的要求是直徑盡可能大、長度盡可能短、減少管件和閥門。制造廠提供的Hs，允許值，是在10mH2O，20下水的值。若條件不同，則需換算： mH2O 式中，Ha實際工作大氣壓； Hv操作溫度下的pvmH2O。若不是水，則作如下校正：式中，校正后的允許吸上真空高度；使用地點的大氣壓，Pa輸送液體的飽和蒸汽壓，Pa輸送液體的密度，kg/m3（2）有效汽蝕余量Dh指離心泵入口處，液體靜壓頭和動壓頭之和超過液體操作溫度下飽和蒸汽壓的某一最小的指定值。 為防止汽蝕現(xiàn)象的發(fā)生，一般在計算時取Dh允許=Dha

7、+0.3m，汽蝕余量是按20水測定，刻在銘牌上。 Dh總是正值，對某些有機熔劑，Hg可能是負值，說明泵必須安裝在液面之下。五、離心泵的工作點當一個泵安裝在一定的管路系統(tǒng)中工作時，實際的工作揚程He和流量Q，不僅與離心泵本身的特性有關(guān)，而且還取決于管路的工作特性。1管路特性曲線： 管路伯努利方程式， 在輸液高度與壓強不變的情況下，He=A+BQ22工作點泵特性曲線與管路特性曲線的交點。HeQP管路特性曲線泵的特性曲線 若交點P處在高效率區(qū)， 則工作點為適宜的。六、流量調(diào)節(jié)實質(zhì)上是改變離心泵特性曲線或管路特性曲線，從而改變泵的工作點P1改變閥門的開度實質(zhì)上是改變管路阻力，改變B值。QHe閥門開度，

8、阻力，B，管路曲線變平坦，P點下移，He，Q； 閥門開度，阻力，B，管路曲線變陡峭，P點上移，He，Q；。調(diào)節(jié)閥門簡單方便，應(yīng)用廣泛，但要消耗一部分能量。2改變泵的轉(zhuǎn)數(shù)QHen，泵特性曲線下移，P點下移，qV，He；n，泵特性曲線下移，P點上移，qV，He。改變泵特性曲線，保持管路曲線不變，不會產(chǎn)生能耗，優(yōu)于調(diào)節(jié)流量。3改變?nèi)~輪數(shù)目 4切割葉輪外徑七、離心泵的組合操作（相同型號的兩臺泵組合為例）1并聯(lián)操作當一臺泵的流量不夠時，可以用兩臺泵并聯(lián)操作，以增大流量。HeQ12從點1點2，工作點提高了，流量增加了，但不是增大一倍。2串聯(lián)操作當生產(chǎn)上需要利用增加泵提高泵的壓頭時，就可考慮將泵串聯(lián) 2，1

9、QHe串聯(lián)后的壓頭增加，但并不加倍；流量有所增加。3組合方式選擇（1）當管路兩端靜壓頭與位壓頭增加之和大于單臺泵所提供的最大揚程時，則必須采用串聯(lián)操作。（2）當以提高輸送量為目的時，應(yīng)視管路情況而定，在低阻力輸送管路時，并聯(lián)優(yōu)于串聯(lián)在高阻力輸送管路時，串聯(lián)由于并聯(lián)八、離心泵的類型與選用（一）類型離心泵的類型：水泵，耐腐蝕泵，油泵和低溫用泵等。選型依據(jù)：輸送液體的性質(zhì)和操作特點。1水泵（又稱清水泵）用于工業(yè)生產(chǎn)（輸送物理、化學性質(zhì)類似水的液體）、城市給排水和農(nóng)業(yè)排灌。IS型單級單吸式離心泵如：IS5032250型離心泵 IS國際標準單級單吸式離心泵； 50吸入口徑，mm 32排出口徑，mm 25

10、0葉輪名義尺寸，mmS型單級雙吸離心泵流量較大，揚程不高；D、DG型多級離心泵揚程較高；ISR型單級單吸式離心泵節(jié)能型。2耐腐蝕泵輸送酸、堿等腐蝕性液體。特點：接觸部件，采用各種耐腐蝕材料制造IH型化工離心泵單級單吸式耐腐蝕離心泵，為節(jié)能產(chǎn)品；CZ形流程泵為合金材料制造，適用于酸、堿、石油產(chǎn)品。3油泵輸送石油產(chǎn)品及其他易燃易暴液體。特點：密封要求高，適用的溫度范圍較廣。SJA型單級單吸懸臂式離心流程泵（二）選擇基本原則以能滿足液體輸送的工藝要求為前提?；静襟E1根據(jù)已知管路系統(tǒng)條件計算出實際He和Q；2根據(jù)輸送液體的性質(zhì)和操作條件，確定泵的類型；比較、選用合適型號；3由輸送液體的性質(zhì)（如粘度、

11、密度），核算泵的流量、揚程軸功率。第一節(jié) 往復(fù)泵往復(fù)泵屬于正位移式泵，是依靠機械密封的工作空間作周期性的變化，擠壓流體，以增加流體的靜壓能。一、往復(fù)泵的構(gòu)造和工作原理1往復(fù)泵的構(gòu)造：泵缸、活塞、活塞桿、吸入閥、排出閥組成。 2往復(fù)泵工作原理 一個工作循環(huán)（行程）轉(zhuǎn)速不宜太高，一般80200轉(zhuǎn)/分；安裝高度45米。往復(fù)泵的自吸能力 注意：若轉(zhuǎn)速太大，液體流動阻力增大，當泵缸內(nèi)壓力低于液體的飽和蒸汽壓時，會造成泵的抽空，而失去吸液能力。二、往復(fù)泵的類型和流量1類型單動柱塞泵、雙動柱塞泵、三聯(lián)柱塞泵，等等。2流量計算 單動柱塞泵：qV理=ASn 雙動柱塞泵：qV理=（2A-a）Sn 由于在泵的操作中，吸入閥和排出閥啟、閉的滯后導致漏液，以及填料函處漏液，造成容積效率。HeQ h容積=qV實際/qV理論 一般為0.90.97三、往復(fù)泵的揚程和流量調(diào)節(jié)1往復(fù)泵的特性曲線往復(fù)泵的揚程基本上與流