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1、离心泵知识培训,2007.11.20,一.泵分类和作用,1.在化工企业中泵的数量仅次于马达,耗电量约为1/41/5总电量,属于通用机械; 2.作用:液体输送,吸抽空气(真空泵),增压,提升,循环,混合等作用; 3.分类: (1)按作用分; (2)按材质分; (3)按ns(比转速)分; Ns=3.65nQ1/2/H3/4 公式中,n-转速r/min,转/分钟;,一.泵分类和作用,H-扬程,m,米; Q-流量,m3/s,立方米/秒; 0Ns10: 容积泵(齿轮泵,往复泵,隔膜泵,计量 泵); 10Ns30: 漩涡泵; 30Ns250: 离心泵; 250Ns500: 混流泵; 500Ns: 轴流泵;
2、,一.泵分类和作用,特点: 离心泵是化工厂最常用的液体输送机械。因为它的流量、压头较大，适用范围广，并具有结构简单、体积小、重量轻、操作平稳、维修方便等优点。,二.离心泵的结构、工作原理,(一)、离心泵的结构、工作原理与分类 离心泵是化工厂最常用的液体输送机械。因为它的流量、压头较大，适用范围广，并具有结构简单、体积小、重量轻、操作平稳、维修方便等优点。 离心泵部件可分为旋转部件和静止部件。旋转部件包括叶轮和转轴等；静止部件包括吸入室、蜗壳等，如图2-2所示。,二.离心泵的结构、工作原理,(二). 离心泵的基本结构: 离心泵部件可分为旋转部件和静止部件。旋转部件包括叶轮和转轴等；静止部件包括吸
3、入室、蜗壳等 ; 1-转轴 2-轴封器 3-扩压管 4-叶轮 5-吸入室 6-密封环 7-蜗壳 8 底座 9 中间连轴器,8,9,二.离心泵的结构、工作原理,吸入室 吸入室位于叶轮进口前，它把液体从吸入管引入叶轮，设计时要求液体流过吸入室的流动损失较小，液体流入叶轮时速度分布均匀。 叶轮 叶轮是离心泵的核心部件。叶轮通过高速旋转，将原动机的机械能传送给液体，使液体获得压力能和动能。,二.离心泵的结构、工作原理,图2-3 离心泵的叶轮,二.离心泵的结构、工作原理,蜗壳 蜗壳也叫压出室。蜗壳位于叶轮出口之后，它是一个由叶轮四周形成的截面逐步扩大的蜗牛形通道，其主要作用是（1）收集液体；（2）能量转
4、化。,1-底阀 2-吸入管路 3-吸入室 4-蜗壳 5-阀门 6-排出管路 7-叶轮 8-电机,离心泵工作简图,二.离心泵的结构、工作原理,二.离心泵的结构、工作原理,是离心泵的工作装置简图，安装时应使吸入管路2与吸入室3相连接，排出管6与蜗壳4相连（如图2-4），在排出管路上还要安置调节流量的截止阀。在外界动力（如电机8）的驱动下，泵轴带动叶轮7作高速旋转，液体通过吸入管由吸入室沿轴向垂直地导入叶轮中央，通过离心力的作用被抛向叶轮外周，并以很高的速度（1525m/s）流入蜗壳，将大部分动能转化为压力能，然后沿切线进入排出管。,二.离心泵的结构、工作原理,离心泵内的液体是通过离心力的作用获得能
5、量的。当液体由叶轮中心甩向外周时，吸入室内形成了低压，这样使被输送液体的液面和吸入室之间形成了一个压差，在该压差的作用下液体经吸入管源源不断地进入泵内。,三、离心泵与离心通风机的结构区别,离心通风机是一种广泛应用的低压输送机械。 离心通风机的工作原理与离心泵相同，其结构也与离心泵相似。 图2-5 离心通风机结构图 1-集流器 2-叶轮 3-机壳 4-电动机 图2-5所示的离心通风机由集流器、叶轮、机壳和传动部分等基本机件组成，离心通风机的叶轮直径较大，叶片数目也比较多。叶片有前弯式、平直式和后弯式等三种形状。低压通风机常采用前弯叶片，因为在相同流量和终压下，前弯叶片的通风机直径小，这样可减轻重
6、量，但这种通风机的效率比较低。中压、高压通风机多采用后弯叶片，大功率的大型通风机也常采用后弯叶片。,三、离心通风机的结构、工作原理与分类,图3-1 离心通风机结构图 1-集流器 2-叶轮 3-机壳 4-电动机,三、离心泵与离心通风机的结构区别,通风机的叶轮旋转时，叶轮上叶片流道间的气体在离心力作用下，从叶轮中心被甩向叶轮外缘，以较高的速度离开叶轮，进入机壳沿机壳运动，最后经出风口排向输气管道，与此同时叶轮中心处产生真空，周围气体在外界压力作用下被吸向叶轮，不断吸入、不断流出，使风机源源送风。 通常根据离心通风机终压（表压）的大小分为低压（1kPa以下）、中压（1kPa3kPa）和高压（3kPa
7、15kPa）三种通风机。另外根据用途可分为一般通风机、排尘通风机、高温通风机、防腐通风机和防爆通风机等。,四.基本参数,(一)、流量 流量是单位时间内输送出去的流体量。通常用Q来表示体积流量，单位m3/s。 通风机流量也常称为风量，并以进口处为准。通风机铭牌上的风量是在“标准条件“下，即压力1,013,105Pa，温度20C下的气体体积。,四.基本参数,(二)、压头（或称扬程）H和风压pt 离心泵的压头H和风机的风压pt都是指流体通过离心泵或通风机后所获得的有效能量。一般离心泵的压头H是单位重量液体通过泵获得的有效能量，单位m；而风机风压pt为单位体积的气体通过风机后所获得的能量，单位Pa。
8、风压的大小与风机结构、气体密度和转速等参数有关。 具体计算需要用根据伯努利方程 推导,较复杂.,四.基本参数,(三)、效率 效率反映了泵与风机中能量的损失程度。它一般分为三种：即容积效率hv（考虑流量泄漏所造成的能量损失）、水力效率hH（考虑流动阻力所造成的能量损失）和机械效率hm（考虑轴承、密封填料和轮盘的摩擦损失）。 离心泵与通风机的总效率为 一般来讲，在设计流量下泵与风机的效率最高。离心泵效率的大致范围为：小型水泵的总效率为5070%，大型泵的效率可达90%；油泵、耐腐蚀泵的效率较水泵低，杂质泵的效率更低。通风机的效率一般在70%90%。,四.基本参数,(四)、功率 功率分为有效功率和轴
9、功率。流体经过泵或风机后获得的实际功率称为泵或风机的有效功率，用Ne表示。单位是W或kW。 对于离心泵 （2-16） 对于风机,四.基本参数,(五)离心泵的特性曲线,四.基本参数,四.基本参数,(六)离心泵的汽蚀余量NPsHr 当所输送液体液面与泵吸入口之间的垂直距离即泵的安装高度过高时，则泵进口处的压力可能降至所输送液体同温下的饱和蒸汽压，使液体汽化，产生汽泡。气泡随液体进入高压区后又立即凝结消失，从而产生很高频率、很大冲击压力的水击，不断地冲击叶轮的表面使其疲劳和破坏；此外汽泡通常含有从液体释放出来的活泼气体（如氧气），将会对金属叶轮的表面起化学腐蚀作用。该现象叫做离心泵的“汽蚀“。“汽蚀
10、“是离心泵操作时的不正常现象，表现为泵内噪音与振动加剧，输送量明显减少，严重时吸不上液体。“汽蚀“会缩短泵的寿命，操作时应严格避免，其方法是使泵的安装高度不超过某一定值。 汽蚀离心泵的汽蚀现象是指被输送液体由于在输送温度下饱和蒸汽压等于或低于泵入口处(实际为叶片入口处的)的压力而部分汽化，引起泵产生噪音和震动，严重时，泵的流量、压头及效率的显著下降，显然，汽蚀现象是离心泵正常操作所不允许发生的。避免汽蚀现象发生的关键是泵的安装高度要正确，尤其是当输送温度较高的易挥发性液体时，更要注意.,四.基本参数,(一)、离心泵的汽蚀现象 离心泵的汽蚀现象是指被输送液体由于在输送温度下饱和蒸汽压等于或低于泵
11、入口处(实际为叶片入口处的)的压力而部分汽化，引起泵产生噪音和震动，严重时，泵的流量、压头及效率的显著下降，显然，汽蚀现象是离心泵正常操作所不允许发生的。避免汽蚀现象发生的关键是泵的安装高度要正确，尤其是当输送温度较高的易挥发性液体时，更要注意。 (二)、离心泵的安装高度Hg 1允许吸上真空高度Hs是指泵入口处压力p1可允许达到的最大真空度 而实际的允许吸上真空高度Hs值并不是根据式计算的值，而是由泵制造厂家实验测定的值，此值附于泵样本中供用户查用。位应注意的是泵样本中给出的Hs值是用清水为工作介质，操作条件为20及及压力为1.013105Pa时的值，当操作条件及工作介质不同时，需进行换算。
12、(1) 输送清水，但操作条件与实验条件不同，可依下式换算 Hs1Hs(Ha10.33) (H0.24) (2) 输送其它液体当被输送液体及反派人物条件均与实验条件不同时，需进行两步换算：第一步依上式将由泵样本中查出的Hs1；第二步依下式将Hs1换算成Hs,气蚀现象,2 汽蚀余量h 对于油泵，计算安装高度时用汽蚀余量h来计算，即 用汽蚀余量h由油泵样本中查取，其值也用20清水测定。若输送其它液体，亦需进行校正，详查有关书籍。 从安全角度考虑，泵的实际安装高度值应小于计算值。又，当计算之Hg为负值时，说明泵的吸入口位置应在贮槽液面之下。 例2-3 某离心泵从样本上查得允许吸上真空高度Hs=5.7m
13、。已知吸入管路的全部阻力为1.5mH2O，当地大气压为9.81104Pa，液体在吸入管路中的动压头可忽略。试计算： (1) 输送20清水时泵的安装； (2) 改为输送80水时泵的安装高度。 解：(1) 输送20清水时泵的安装高度 已知：Hs=5.7m， Hf0-1=1.5m， u12/2g0,气蚀现象,当地大气压为9.81104Pa，与泵出厂时的实验条件基本相符，所以泵的安装高度为 Hg=5.7-0-1.5=4.2 m。 (2) 输送80水时泵的安装高度 输送80水时，不能直接采用泵样本中的Hs值计算安装高度，需按下式对Hs时行换算，即 Hs1Hs(Ha10.33) (H0.24) 已知Ha=
14、9.81104Pa10mH2O，由附录查得80水的饱和蒸汽压为47.4kPa。 Hv=47.4103 Pa4.83 mH2O Hs15.7+1010.334.83+0.24=0.78m 将Hs1值代入式中求得安装高度 Hg=Hs1Hf0-1=0.781.5=0.72m Hg为负值，表示泵应安装在水池液面以下，至少比液面低0.72m。,四.基本参数,(六)、叶轮尺寸与转速对离心泵特性曲线的影响 1. 叶轮外径的影响 :当泵的转速一定，压头、流量均和叶轮外径有关。工业上对某一型号的泵，可通过切削叶轮的外径，并维持其余尺寸（叶轮出口截面）不变，来改变泵的特性曲线。当叶轮的外径变化不超过5%，可近似认
15、为泵的效率等基本不变。Q/Q=D/D; H/H=(D/D)2 ;N/N=(D/D)3称为泵的切削定律。 2. 转速的影响 类似地，对同一台离心泵或风机，若叶轮尺寸不变，仅转速变化，其特性曲线也将发生变化。在转速变化小于20%时，泵的效率等基本不变。公式同上,四.基本参数,(七).安装高度 为避免汽蚀现象的发生，保证泵的正常工作，离心泵的安装高度Z必须小于某一值，该值称为泵的最大安装高度Zmax。 显然，为防止汽蚀现象，泵的实际安装高度Z应小于允许安装高度Z （通常比允许值小0.5m）。,五.几种不锈钢泵常用材质,304: 1Cr18Ni9Ti-用于轻微腐蚀的介质; 316: 1Cr18Ni12Mo2Ti-用于含氯离子的介质; 316L: 0Cr18Ni12Mo2Ti-用于含氯离子的介质和高温情况; 注意: 1.在任何情况下,都不允许让泵空转! 2.在任何情况下,都不允许让泵发生汽蚀现象;,六.我公司磁力泵,见另一个文件,谢谢! 王佩,