流體輸送設備的安全問題

1、.16、流體輸送設備的安全、流體輸送設備的安全問題問題.2流體輸送機械流體輸送機械 真真空空泵泵壓壓縮縮機機鼓鼓風風機機通通風風機機氣氣體體壓壓送送機機械械泵泵液液體體輸輸送送機機械械.3按泵的工作原理分按泵的工作原理分:特點：使流體獲得速度特點：使流體獲得速度特點：機械內部的工作容積不斷發(fā)生變化。特點：機械內部的工作容積不斷發(fā)生變化。 、回回轉轉式式等等往往復復式式容容積積式式：如如軸軸流流式式、噴噴射射式式等等、離離心心式式速速度度式式：如如泵泵.4l流體輸送機械應滿足的條件l滿足生產工藝的要求l滿足被輸送液體性質的需要l結構簡單，價格低廉，質量小l運行可靠，維護方便，效率高，操作費用低.

2、5 ：、：、：、泵軸及軸封裝置泵軸及軸封裝置泵殼泵殼葉輪葉輪3216.1 離心泵的安全運行離心泵的安全運行6.1.1離心泵的工作原理離心泵的工作原理思考：思考： 為什么葉片彎曲？為什么葉片彎曲？ 泵殼呈蝸殼狀？泵殼呈蝸殼狀？.62離心泵的工作原理離心泵的工作原理思考：思考： 流體在泵內都獲得了哪幾種能量？流體在泵內都獲得了哪幾種能量？ 其中哪種能量占主導地位？其中哪種能量占主導地位？思考：思考： 泵啟動前為什么要灌滿液體？泵啟動前為什么要灌滿液體？氣縛現象氣縛現象.76.1.3離心泵主要構件離心泵主要構件(1)葉輪葉輪半閉式葉輪開式葉輪閉式葉輪思考：思考：三種葉輪中那一種效率高？三種葉輪中那一

3、種效率高？閉式葉輪的內漏較弱些，敞式閉式葉輪的內漏較弱些，敞式葉輪的最大。葉輪的最大。但敞式葉輪和半閉式葉輪不易但敞式葉輪和半閉式葉輪不易發(fā)生堵塞現象發(fā)生堵塞現象.8 葉輪軸向力將導致軸及葉輪的竄動和葉輪軸向力將導致軸及葉輪的竄動和葉輪與泵殼的相互研磨。葉輪與泵殼的相互研磨。葉輪軸向力問題葉輪軸向力問題 解決方法：解決方法：（）葉輪蓋板上開設小孔（）葉輪蓋板上開設小孔（）安裝止推軸承（）安裝止推軸承（）單吸改雙吸（）單吸改雙吸.9（2）泵殼）泵殼思考：思考：泵殼的主要作用是什么？泵殼的主要作用是什么？匯集液體，并導出液體；匯集液體，并導出液體；能量轉換裝置能量轉換裝置.10導輪思考：思考： 為

4、什么導輪的彎曲方向與葉片彎曲方向相反？為什么導輪的彎曲方向與葉片彎曲方向相反？.11（3）軸封裝置）軸封裝置 機械密封機械密封填料密封填料密封減少泵內高壓液體外流，防止空氣侵入泵內。減少泵內高壓液體外流，防止空氣侵入泵內。-填料不能壓得過緊，也不能壓得過松，應以填料不能壓得過緊，也不能壓得過松，應以 壓蓋調節(jié)到有液體成滴狀向外滲透。壓蓋調節(jié)到有液體成滴狀向外滲透。 常用填料為浸透石墨或黃油的棉織物或石棉。常用填料為浸透石墨或黃油的棉織物或石棉。.12壓頭壓頭： 泵提供給單位重量液體的泵提供給單位重量液體的能量稱為泵的壓頭，用能量稱為泵的壓頭，用H表示，單位表示，單位m。6.1.2離心泵的主要性

5、能離心泵的主要性能.13 多多，且且葉葉片片厚厚度度不不計計。葉葉輪輪的的葉葉片片數數目目為為無無窮窮流流體體為為理理想想流流體體)2()1(理論壓頭理論壓頭：理想情況下單位重量液體所獲得的能量稱為理想情況下單位重量液體所獲得的能量稱為 理論壓頭，用理論壓頭，用H 表示。表示。問問：由由（1） 、 （2）可可以以得得出出什什么么結結果果？由由(1) 液液體體在在泵泵內內無無摩摩擦擦阻阻力力損損失失由由( (2 2) ) 流流體體與與葉葉片片的的相相對對運運動動的的運運動動軌軌跡跡 可可視視為為與與葉葉片片形形狀狀相相同同。.14 w2 c2 2 2 2 u2 w1 c1 1 1 u1r液體在高

6、速旋轉的葉輪中的運動分為2種:與與葉葉片片的的相相對對運運動動：處處處處與與葉葉片片相相切切在在 1 與與 2 之之間間列列機機械械能能衡衡算算方方程程式式，得得： u H gpp 12) 1 (22122gcc 理論壓頭表達式的推導理論壓頭表達式的推導.15使靜壓頭增加gpp 12 的原因：原原因因一一：離心力作功原因二：原因二：液體由液體由1流到流到2時，由于流動通道逐漸擴大，時，由于流動通道逐漸擴大， w逐漸變小，這部分能量將轉化為靜壓能。逐漸變小，這部分能量將轉化為靜壓能。.16 gctgbQrgctgbrQuuH222222222222 請思考：請思考：與與H 有關的因素有哪些？分別

7、是怎樣的關系？有關的因素有哪些？分別是怎樣的關系？ 討論：討論： （1）理論壓頭與流量）理論壓頭與流量Q、葉輪轉速、葉輪轉速 、葉輪的尺寸、葉輪的尺寸和和 構構造造r2、b2、 2）有關；）有關；（2）葉輪直徑及轉速越大，則理論壓頭越大；）葉輪直徑及轉速越大，則理論壓頭越大；.17（3）在葉輪轉速、直徑一定時，流量）在葉輪轉速、直徑一定時，流量 Q 與理論與理論 壓頭壓頭 H 的關系受裝置角的關系受裝置角 2的影響如下：的影響如下：葉片后彎葉片后彎， 20， 即即H 隨流量增大而減??；隨流量增大而減??；葉片徑向葉片徑向， 2=90 ，ctg 2=0， 即即H 不隨流量而變化不隨流量而變化；葉片

8、前彎葉片前彎， 290 ，ctg 20， 即即H 隨流量增大而增大。隨流量增大而增大。 w2 w2 w2 2 2 2 后后彎彎葉葉片片 徑徑向向葉葉片片 前前彎彎葉葉片片.18思考：思考：為什么工業(yè)用泵采用后彎葉片的居多？為什么工業(yè)用泵采用后彎葉片的居多？c2w2u2后彎葉片后彎葉片c2w2u2徑向葉片徑向葉片c2w2u2前彎葉片前彎葉片c2小，泵內流動阻力損失小小，泵內流動阻力損失小.19 gctgbQrgctgbrQuuH222222222222 （4）理論壓頭）理論壓頭H 與液體密度無關。與液體密度無關。 這就是說，同一臺泵無論輸送何種密度的液體，對單這就是說，同一臺泵無論輸送何種密度的

9、液體，對單 位重量流體所能提供的能量是相同的。位重量流體所能提供的能量是相同的。思考：思考： 泵對單位體積流體所加的能量是否與液體密度無關？泵對單位體積流體所加的能量是否與液體密度無關？有關，有關， gH 與密度呈正比。與密度呈正比。.20三離心泵的理論壓頭和實際壓頭三離心泵的理論壓頭和實際壓頭離心泵的實際壓頭離心泵的實際壓頭實際壓頭比理論壓頭要小。實際壓頭比理論壓頭要小。具體原因如下：具體原因如下： 主要取決于葉片主要取決于葉片數目、裝置角數目、裝置角 2、葉、葉輪大小等因素，而幾輪大小等因素，而幾乎與流量大小無關。乎與流量大小無關。（1）葉片間的環(huán)流運動）葉片間的環(huán)流運動.21三離心泵的理

10、論壓頭和實際壓頭三離心泵的理論壓頭和實際壓頭（2）水力損失）水力損失-可近似視為與流可近似視為與流 速的平方呈正比速的平方呈正比 沖擊損失沖擊損失阻力損失阻力損失-在設計流量下，此在設計流量下，此 項損失最小。流量項損失最小。流量 若偏離設計量越遠，若偏離設計量越遠， 沖擊損失越大。沖擊損失越大。設計設計流量流量.22三離心泵的理論壓頭和實際壓頭三離心泵的理論壓頭和實際壓頭以泄漏流量以泄漏流量q的大小來估算。的大小來估算。（3）容積損失）容積損失 可以證明，當泵的結構不變時，可以證明，當泵的結構不變時，q值與揚程的平方值與揚程的平方根成正比。根成正比。設計設計流量流量q-HHq實際實際壓頭壓頭

11、.236.1.2.1離心泵的主要性能參數離心泵的主要性能參數允許汽蝕余量軸功率和效率揚程（壓頭）流量轉速.24H，又稱揚程，泵對單位重量流體提供的有效能量，又稱揚程，泵對單位重量流體提供的有效能量，m。可測量可測量qv，泵單位時間實際輸出的液體量，泵單位時間實際輸出的液體量，m3/s或或m3/h?？蓽y量可測量 流量計 真空表 c 壓力表 h0 b在泵進口在泵進口b、泵出口、泵出口c間列機械能衡算式：間列機械能衡算式： Hgugpbb22 fcchhgugp 022 gppHbc gppbc )()(真真表表 轉速轉速流量流量壓頭壓頭n，單位，單位r.p.s或或r.p.m.25軸功率和效率軸功率

12、和效率N，又稱功率，單位，又稱功率，單位W 或或kWPPePgQH 電電機機 泵泵 電功率電傳傳傳電電出出 NN電電電電出出電電功功率率 N NNe ，無量綱，無量綱.26與效率有關的各種能量損失：內內漏漏環(huán)環(huán)流流損損失失、摩摩擦擦損損失失、沖沖擊擊損損失失PPe機械損失容積損失水力損失小型水泵：小型水泵： 一般為一般為5050 70%70% 大型泵：大型泵： 可達可達90%90%以上以上（1 1）容積損失：）容積損失： （2）水力損失）水力損失（3）機械損失）機械損失泵軸與軸承、密封圈等機械部件之間的摩擦泵軸與軸承、密封圈等機械部件之間的摩擦.27包括包括 ：Hqv曲線曲線 Pqv曲線、曲線

13、、 qv曲線曲線離心泵特性曲線由圖可見：由圖可見：qv ，H ，P ， 有最大值。有最大值。思考：思考： 離心泵啟動時均關離心泵啟動時均關閉出口閥門，閉出口閥門，whywhy？為什么為什么qv 0時，時，P 0？.28.29.30.316.1.3離心泵的氣蝕與安裝高度離心泵的氣蝕與安裝高度由離心泵的吸入管路到離心泵入口，并無外界由離心泵的吸入管路到離心泵入口，并無外界對液體做功，液體是由于離心泵入口的靜壓力對液體做功，液體是由于離心泵入口的靜壓力低于外界壓力而使液體流入泵內的。低于外界壓力而使液體流入泵內的。.32.336.1.離心泵的安全運行分析 泵-供方管路-需方H泵的特性曲線 Q-管路所

14、需壓頭 he與流量關系曲線 工工作作點點匹配：匹配：1、管路特性曲線、管路特性曲線.34H泵的特性曲線 Q-管路所需壓頭 he與流量關系曲線 fehgugpzh 22 252282Qgdlelgudlelhf QfA 完全湍流時，2BQAhe 管路特性方程A 工工作作點點1、管路特性曲線、管路特性曲線.35H泵的特性曲線 Q兩種方法 改改變變泵泵的的特特性性曲曲線線改改變變管管路路特特性性曲曲線線eh he2、流量調節(jié)流量調節(jié) 調節(jié)閥門調節(jié)閥門改變改變n、切割葉輪、切割葉輪 2252282BQAQgdlelgugpzhe 閥門開大閥門開大閥門關小閥門關小節(jié)流損失節(jié)流損失工作點工作點.36離心泵

15、的類型、選用離心泵的類型、選用 冷凝水泵冷凝水泵鍋爐給水泵鍋爐給水泵雜質泵雜質泵耐腐蝕泵耐腐蝕泵油泵油泵清水泵清水泵按用途分按用途分 雙雙吸吸泵泵單單吸吸泵泵按按吸吸入入方方式式分分 多多級級泵泵單單級級泵泵按按葉葉輪輪級級數數分分 立式立式臥式臥式按轉軸的位置分按轉軸的位置分類型類型：不下百種不下百種 .37 設計點 Q高效區(qū)選用原則：選用原則： 定類型定類型-根據流體性質及操作條件根據流體性質及操作條件 定規(guī)格定規(guī)格-根據流量、壓頭大小，高效根據流量、壓頭大小，高效.38 齒輪泵、螺桿泵等齒輪泵、螺桿泵等、隔膜泵、計量泵、隔膜泵、計量泵、往復式往復式容積式：如容積式：如旋渦泵旋渦泵軸流式、

16、噴射式、軸流式、噴射式、離心式離心式速度式：如速度式：如6.1.5其他類型泵其他類型泵.39往復泵往復泵工作原理：工作原理：l 具具有有自自吸吸能能力力，不不必必灌灌液液l 安裝高度也受限制，無汽蝕現象安裝高度也受限制，無汽蝕現象 與離心泵比較：與離心泵比較：l 流流量量與與壓壓頭頭幾幾乎乎無無關關 由于受泵的部件機械強度和原動機功率的限制，由于受泵的部件機械強度和原動機功率的限制，泵的揚程不可能無限增大。泵的揚程不可能無限增大。 壓頭越大，漏損越大。壓頭越大，漏損越大。結構：結構： 泵缸、活塞、閥門、傳動機構泵缸、活塞、閥門、傳動機構 利用容積的變化給流體加靜壓能利用容積的變化給流體加靜壓能 工作循環(huán)：一次吸液，一次排液工作循環(huán)：一次吸液，一次排液 單缸單動泵 H 0 Q.40l 輸輸液液量量不不均均勻勻、不不連連續(xù)續(xù)與離心泵比較：與離心泵比較：l 流流量量調調節(jié)節(jié)不不可可用用出出口口閥閥門門調調節(jié)節(jié)方方法法。 數數改改變變活活塞塞行行程程或或往往復復次次旁旁路路調調節(jié)節(jié)流流量量調調節(jié)節(jié)方方法法旁旁路路 H 0 Q多缸泵（各缸曲柄有相位差） 單缸單動泵.41l 效效率率高高，通通常常為為 7 72 2 9 93 3% %。 適用于小流量、高壓頭的情況下輸送高粘度的液體適用于小流量、高壓頭的情況下輸送高粘度的液體。與離心泵比較：與離心泵比較：.42 齒輪泵、螺桿泵等齒輪