離心泵知識(shí)培訓(xùn)

1、離心泵知識(shí)培訓(xùn)2007.11.201一.泵分類(lèi)和作用1.在化工企業(yè)中泵的數(shù)量?jī)H次于馬達(dá),耗電量約為1/41/5總電量,屬于通用機(jī)械;2.作用:液體輸送,吸抽空氣(真空泵),增壓,提升,循環(huán),混合等作用;3.分類(lèi): (1)按作用分; (2)按材質(zhì)分; (3)按ns(比轉(zhuǎn)速)分;Ns=3.65nQ1/2/H3/4 公式中,n-轉(zhuǎn)速r/min,轉(zhuǎn)/分鐘;2一.泵分類(lèi)和作用H-揚(yáng)程,m,米;Q-流量,m3/s,立方米/秒;0Ns10: 容積泵(齒輪泵,往復(fù)泵,隔膜泵,計(jì)量 泵);10Ns30: 漩渦泵;30Ns250: 離心泵;250Ns500: 混流泵; 500Ns: 軸流泵;3一.泵分類(lèi)和作用特點(diǎn)

2、: 離心泵是化工廠最常用的液體輸送機(jī)械。因?yàn)樗牧髁?、壓頭較大，適用范圍廣，并具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、操作平穩(wěn)、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。 4二.離心泵的結(jié)構(gòu)、工作原理(一)、離心泵的結(jié)構(gòu)、工作原理與分類(lèi)離心泵是化工廠最常用的液體輸送機(jī)械。因?yàn)樗牧髁?、壓頭較大，適用范圍廣，并具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、操作平穩(wěn)、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。離心泵部件可分為旋轉(zhuǎn)部件和靜止部件。旋轉(zhuǎn)部件包括葉輪和轉(zhuǎn)軸等；靜止部件包括吸入室、蝸殼等，如圖2-2所示。 5二.離心泵的結(jié)構(gòu)、工作原理 (二). 離心泵的基本結(jié)構(gòu): 離心泵部件可分為旋轉(zhuǎn)部件和靜止部件。旋轉(zhuǎn)部件包括葉輪和轉(zhuǎn)軸等；靜止部件包括吸入室、蝸殼等 ;1-轉(zhuǎn)軸

3、2-軸封器 3-擴(kuò)壓管 4-葉輪 5-吸入室 6-密封環(huán) 7-蝸殼 8 底座 9 中間連軸器896二.離心泵的結(jié)構(gòu)、工作原理吸入室 吸入室位于葉輪進(jìn)口前，它把液體從吸入管引入葉輪，設(shè)計(jì)時(shí)要求液體流過(guò)吸入室的流動(dòng)損失較小，液體流入葉輪時(shí)速度分布均勻。葉輪 葉輪是離心泵的核心部件。葉輪通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)，將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳送給液體，使液體獲得壓力能和動(dòng)能。 7二.離心泵的結(jié)構(gòu)、工作原理圖2-3 離心泵的葉輪 8二.離心泵的結(jié)構(gòu)、工作原理蝸殼 蝸殼也叫壓出室。蝸殼位于葉輪出口之后，它是一個(gè)由葉輪四周形成的截面逐步擴(kuò)大的蝸牛形通道，其主要作用是（1）收集液體；（2）能量轉(zhuǎn)化。91-底閥 2-吸入管路 3-吸

4、入室 4-蝸殼5-閥門(mén) 6-排出管路7-葉輪8-電機(jī)離心泵工作簡(jiǎn)圖二.離心泵的結(jié)構(gòu)、工作原理10二.離心泵的結(jié)構(gòu)、工作原理是離心泵的工作裝置簡(jiǎn)圖，安裝時(shí)應(yīng)使吸入管路2與吸入室3相連接，排出管6與蝸殼4相連（如圖2-4），在排出管路上還要安置調(diào)節(jié)流量的截止閥。在外界動(dòng)力（如電機(jī)8）的驅(qū)動(dòng)下，泵軸帶動(dòng)葉輪7作高速旋轉(zhuǎn)，液體通過(guò)吸入管由吸入室沿軸向垂直地導(dǎo)入葉輪中央，通過(guò)離心力的作用被拋向葉輪外周，并以很高的速度（1525m/s）流入蝸殼，將大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能，然后沿切線進(jìn)入排出管。11二.離心泵的結(jié)構(gòu)、工作原理離心泵內(nèi)的液體是通過(guò)離心力的作用獲得能量的。當(dāng)液體由葉輪中心甩向外周時(shí)，吸入室內(nèi)形成

5、了低壓，這樣使被輸送液體的液面和吸入室之間形成了一個(gè)壓差，在該壓差的作用下液體經(jīng)吸入管源源不斷地進(jìn)入泵內(nèi)。 12三、離心泵與離心通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)區(qū)別離心通風(fēng)機(jī)是一種廣泛應(yīng)用的低壓輸送機(jī)械。離心通風(fēng)機(jī)的工作原理與離心泵相同，其結(jié)構(gòu)也與離心泵相似。 圖2-5 離心通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖1-集流器 2-葉輪 3-機(jī)殼 4-電動(dòng)機(jī)圖2-5所示的離心通風(fēng)機(jī)由集流器、葉輪、機(jī)殼和傳動(dòng)部分等基本機(jī)件組成，離心通風(fēng)機(jī)的葉輪直徑較大，葉片數(shù)目也比較多。葉片有前彎式、平直式和后彎式等三種形狀。低壓通風(fēng)機(jī)常采用前彎葉片，因?yàn)樵谙嗤髁亢徒K壓下，前彎葉片的通風(fēng)機(jī)直徑小，這樣可減輕重量，但這種通風(fēng)機(jī)的效率比較低。中壓、高壓通風(fēng)機(jī)多采

6、用后彎葉片，大功率的大型通風(fēng)機(jī)也常采用后彎葉片。13三、離心通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理與分類(lèi)圖3-1 離心通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖1-集流器 2-葉輪 3-機(jī)殼 4-電動(dòng)機(jī) 14三、離心泵與離心通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)區(qū)別通風(fēng)機(jī)的葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉輪上葉片流道間的氣體在離心力作用下，從葉輪中心被甩向葉輪外緣，以較高的速度離開(kāi)葉輪，進(jìn)入機(jī)殼沿機(jī)殼運(yùn)動(dòng)，最后經(jīng)出風(fēng)口排向輸氣管道，與此同時(shí)葉輪中心處產(chǎn)生真空，周?chē)鷼怏w在外界壓力作用下被吸向葉輪，不斷吸入、不斷流出，使風(fēng)機(jī)源源送風(fēng)。 通常根據(jù)離心通風(fēng)機(jī)終壓（表壓）的大小分為低壓（1kPa以下）、中壓（1kPa3kPa）和高壓（3kPa15kPa）三種通風(fēng)機(jī)。另外根據(jù)用途可分為一般通風(fēng)

7、機(jī)、排塵通風(fēng)機(jī)、高溫通風(fēng)機(jī)、防腐通風(fēng)機(jī)和防爆通風(fēng)機(jī)等。15四.基本參數(shù)(一)、流量流量是單位時(shí)間內(nèi)輸送出去的流體量。通常用Q來(lái)表示體積流量，單位m3/s。通風(fēng)機(jī)流量也常稱(chēng)為風(fēng)量，并以進(jìn)口處為準(zhǔn)。通風(fēng)機(jī)銘牌上的風(fēng)量是在標(biāo)準(zhǔn)條件下，即壓力1,013,105Pa，溫度20C下的氣體體積。16四.基本參數(shù)(二)、壓頭（或稱(chēng)揚(yáng)程）H和風(fēng)壓pt離心泵的壓頭H和風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓pt都是指流體通過(guò)離心泵或通風(fēng)機(jī)后所獲得的有效能量。一般離心泵的壓頭H是單位重量液體通過(guò)泵獲得的有效能量，單位m；而風(fēng)機(jī)風(fēng)壓pt為單位體積的氣體通過(guò)風(fēng)機(jī)后所獲得的能量，單位Pa。風(fēng)壓的大小與風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)、氣體密度和轉(zhuǎn)速等參數(shù)有關(guān)。 具體計(jì)算需要

8、用根據(jù)伯努利方程 推導(dǎo),較復(fù)雜.17四.基本參數(shù)(三)、效率效率反映了泵與風(fēng)機(jī)中能量的損失程度。它一般分為三種：即容積效率hv（考慮流量泄漏所造成的能量損失）、水力效率hH（考慮流動(dòng)阻力所造成的能量損失）和機(jī)械效率hm（考慮軸承、密封填料和輪盤(pán)的摩擦損失）。離心泵與通風(fēng)機(jī)的總效率為 一般來(lái)講，在設(shè)計(jì)流量下泵與風(fēng)機(jī)的效率最高。離心泵效率的大致范圍為：小型水泵的總效率為5070%，大型泵的效率可達(dá)90%；油泵、耐腐蝕泵的效率較水泵低，雜質(zhì)泵的效率更低。通風(fēng)機(jī)的效率一般在70%90%。 18四.基本參數(shù)(四)、功率功率分為有效功率和軸功率。流體經(jīng)過(guò)泵或風(fēng)機(jī)后獲得的實(shí)際功率稱(chēng)為泵或風(fēng)機(jī)的有效功率，用N

9、e表示。單位是W或kW。對(duì)于離心泵 （2-16）對(duì)于風(fēng)機(jī) 19四.基本參數(shù)(五)離心泵的特性曲線20四.基本參數(shù)21四.基本參數(shù)(六)離心泵的汽蝕余量NPsHr 當(dāng)所輸送液體液面與泵吸入口之間的垂直距離即泵的安裝高度過(guò)高時(shí)，則泵進(jìn)口處的壓力可能降至所輸送液體同溫下的飽和蒸汽壓，使液體汽化，產(chǎn)生汽泡。氣泡隨液體進(jìn)入高壓區(qū)后又立即凝結(jié)消失，從而產(chǎn)生很高頻率、很大沖擊壓力的水擊，不斷地沖擊葉輪的表面使其疲勞和破壞；此外汽泡通常含有從液體釋放出來(lái)的活潑氣體（如氧氣），將會(huì)對(duì)金屬葉輪的表面起化學(xué)腐蝕作用。該現(xiàn)象叫做離心泵的汽蝕。汽蝕是離心泵操作時(shí)的不正?，F(xiàn)象，表現(xiàn)為泵內(nèi)噪音與振動(dòng)加劇，輸送量明顯減少，嚴(yán)

10、重時(shí)吸不上液體。汽蝕會(huì)縮短泵的壽命，操作時(shí)應(yīng)嚴(yán)格避免，其方法是使泵的安裝高度不超過(guò)某一定值。 汽蝕離心泵的汽蝕現(xiàn)象是指被輸送液體由于在輸送溫度下飽和蒸汽壓等于或低于泵入口處(實(shí)際為葉片入口處的)的壓力而部分汽化，引起泵產(chǎn)生噪音和震動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)，泵的流量、壓頭及效率的顯著下降，顯然，汽蝕現(xiàn)象是離心泵正常操作所不允許發(fā)生的。避免汽蝕現(xiàn)象發(fā)生的關(guān)鍵是泵的安裝高度要正確，尤其是當(dāng)輸送溫度較高的易揮發(fā)性液體時(shí)，更要注意.22四.基本參數(shù)(一)、離心泵的汽蝕現(xiàn)象 離心泵的汽蝕現(xiàn)象是指被輸送液體由于在輸送溫度下飽和蒸汽壓等于或低于泵入口處(實(shí)際為葉片入口處的)的壓力而部分汽化，引起泵產(chǎn)生噪音和震動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)，泵

11、的流量、壓頭及效率的顯著下降，顯然，汽蝕現(xiàn)象是離心泵正常操作所不允許發(fā)生的。避免汽蝕現(xiàn)象發(fā)生的關(guān)鍵是泵的安裝高度要正確，尤其是當(dāng)輸送溫度較高的易揮發(fā)性液體時(shí)，更要注意。 (二)、離心泵的安裝高度Hg 1允許吸上真空高度Hs是指泵入口處壓力p1可允許達(dá)到的最大真空度 而實(shí)際的允許吸上真空高度Hs值并不是根據(jù)式計(jì)算的值，而是由泵制造廠家實(shí)驗(yàn)測(cè)定的值，此值附于泵樣本中供用戶(hù)查用。位應(yīng)注意的是泵樣本中給出的Hs值是用清水為工作介質(zhì)，操作條件為20及及壓力為1.013105Pa時(shí)的值，當(dāng)操作條件及工作介質(zhì)不同時(shí)，需進(jìn)行換算。 (1) 輸送清水，但操作條件與實(shí)驗(yàn)條件不同，可依下式換算 Hs1Hs(Ha10

12、.33) (H0.24) (2) 輸送其它液體當(dāng)被輸送液體及反派人物條件均與實(shí)驗(yàn)條件不同時(shí)，需進(jìn)行兩步換算：第一步依上式將由泵樣本中查出的Hs1；第二步依下式將Hs1換算成Hs23氣蝕現(xiàn)象2 汽蝕余量h 對(duì)于油泵，計(jì)算安裝高度時(shí)用汽蝕余量h來(lái)計(jì)算，即 用汽蝕余量h由油泵樣本中查取，其值也用20清水測(cè)定。若輸送其它液體，亦需進(jìn)行校正，詳查有關(guān)書(shū)籍。 從安全角度考慮，泵的實(shí)際安裝高度值應(yīng)小于計(jì)算值。又，當(dāng)計(jì)算之Hg為負(fù)值時(shí)，說(shuō)明泵的吸入口位置應(yīng)在貯槽液面之下。 例2-3 某離心泵從樣本上查得允許吸上真空高度Hs=5.7m。已知吸入管路的全部阻力為1.5mH2O，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?.81104Pa，液體

13、在吸入管路中的動(dòng)壓頭可忽略。試計(jì)算： (1) 輸送20清水時(shí)泵的安裝； (2) 改為輸送80水時(shí)泵的安裝高度。 解：(1) 輸送20清水時(shí)泵的安裝高度 已知：Hs=5.7m， Hf0-1=1.5m， u12/2g024氣蝕現(xiàn)象當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?.81104Pa，與泵出廠時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件基本相符，所以泵的安裝高度為 Hg=5.7-0-1.5=4.2 m。 (2) 輸送80水時(shí)泵的安裝高度 輸送80水時(shí)，不能直接采用泵樣本中的Hs值計(jì)算安裝高度，需按下式對(duì)Hs時(shí)行換算，即 Hs1Hs(Ha10.33) (H0.24) 已知Ha=9.81104Pa10mH2O，由附錄查得80水的飽和蒸汽壓為47.4kPa。

14、 Hv=47.4103 Pa4.83 mH2O Hs15.7+1010.334.83+0.24=0.78m 將Hs1值代入式中求得安裝高度 Hg=Hs1Hf0-1=0.781.5=0.72m Hg為負(fù)值，表示泵應(yīng)安裝在水池液面以下，至少比液面低0.72m。25四.基本參數(shù)(六)、葉輪尺寸與轉(zhuǎn)速對(duì)離心泵特性曲線的影響1. 葉輪外徑的影響 :當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速一定，壓頭、流量均和葉輪外徑有關(guān)。工業(yè)上對(duì)某一型號(hào)的泵，可通過(guò)切削葉輪的外徑，并維持其余尺寸（葉輪出口截面）不變，來(lái)改變泵的特性曲線。當(dāng)葉輪的外徑變化不超過(guò)5%，可近似認(rèn)為泵的效率等基本不變。Q/Q=D/D; H/H=(D/D)2;N/N=(D/D)3稱(chēng)為泵的切削定律。2. 轉(zhuǎn)速的影響 類(lèi)似地，對(duì)同一臺(tái)離心泵或風(fēng)機(jī)，若葉輪尺寸不變，僅轉(zhuǎn)速變化，其特性曲線也將發(fā)生變化。在轉(zhuǎn)速變化小于20%時(shí)，泵的效率等基本不變。公式同上 26四.基本參數(shù)(七).安裝高度為避免汽蝕現(xiàn)象的發(fā)生，保證泵的正常工作，離心泵的安裝高度Z必須小于某一值，該值稱(chēng)為泵的最大安裝高