通用機械設(shè)備之水泵全解

通用機械設(shè)備之水泵全解第1頁/共251頁自我介紹賈瑞宣

能源動力與機械工程學(xué)院工程熱物理教研室辦公室：主樓F613電話：61778472（O）

第2頁/共251頁相關(guān)知識介紹了解核電了解發(fā)電情況，先看錄象，再看核能發(fā)電幻燈片。核電中的水泵見幾個FLASH反應(yīng)堆冷卻劑泵泵看起來好復(fù)雜，從簡單學(xué)起

第3頁/共251頁對核電了解部分的思考1.一共有幾種發(fā)電形式？2.火電與核電的主要區(qū)別是什么？3.這些發(fā)電方式的共性。第4頁/共251頁核電系統(tǒng)圖思考1.和火力發(fā)電的兩個最主要區(qū)別。2.和火力發(fā)電的兩個最主要區(qū)別。3.核電站的比較形象的圖。4.各部分簡要說明。5.核電廠總體圖。第5頁/共251頁第二章泵2.1泵的功能、類型和應(yīng)用范圍2.2離心泵的工作原理和主要部件2.3離心泵的基礎(chǔ)理論2.4離心泵的運轉(zhuǎn)2.5離心泵的結(jié)構(gòu)2.6軸流泵和混流泵2.7屏蔽泵2.8往復(fù)泵、回轉(zhuǎn)泵、旋渦泵和噴射泵2.9水泵在運行中的問題第6頁/共251頁常用的泵(1)離心泵

1)單吸單級懸臂式離心泵

2)雙吸單級離心泵

3)立式多級離心泵

4)多級節(jié)段式(分段式)離心泵

5)多級水平中開式離心泵

6)凝結(jié)水泵

7)潛水泵

8)深井水泵(2)軸流泵和混流泵(3)旋渦泵(4)容積式泵(5)噴射泵第7頁/共251頁2.1泵的功能、類型和應(yīng)用范圍2.1.1泵的功能2.1.2泵的類型2.1.3泵的應(yīng)用范圍2.1.4泵的發(fā)展趨勢及新技術(shù)第8頁/共251頁2.1.1泵的功能泵是將機械能轉(zhuǎn)換為輸送液體能的機器,具體功能有:(1)提升作用:提高液體的動能(流速)和勢能(靜壓能)即揚程(2)抽吸作用:可將低液位貯槽或水池的液體吸入泵中,即吸程第9頁/共251頁2.1.2泵的類型(1)葉片式泵:離心泵,軸流泵和混流泵,旋渦泵(2)容積式泵:往復(fù)泵,回轉(zhuǎn)泵,螺桿泵,計量泵,真空泵(3)其它非機械能轉(zhuǎn)換泵:噴射泵,揚液泵第10頁/共251頁2.1.3泵的應(yīng)用范圍(1)流量范圍:幾十毫升/小時~幾十萬m3/小時(2)壓頭范圍:常壓~1000MPa(3)介質(zhì)溫度:-200~+800℃(4)介質(zhì)性能:酸性,堿性,粘稠液,泥漿,油類,化學(xué)液體,懸浮液體第11頁/共251頁2.1.4泵的發(fā)展趨勢及新技術(shù)1.大容量2.高速化3.高效率4.可靠性5.低噪聲6.自動化第12頁/共251頁2.2離心泵的工作原理和主要部件2.2.1離心泵的工作原理2.2.2離心泵的主要部件第13頁/共251頁離心泵裝置簡圖第14頁/共251頁2.2.1離心泵的工作原理1.認(rèn)識圖2-2:葉輪,泵殼,軸,吸入口,吸入管路,底閥,濾網(wǎng),排出口,排出管路,調(diào)節(jié)閥2.思考:打不上水來是什么原因?3.工作過程和工作原理4.思考:為什么流體獲得能量過程是漸擴的,而流體輸送過程也是漸擴的?第15頁/共251頁2.2.2離心泵的主要部件第16頁/共251頁2.2.2離心泵的主要部件1.葉輪(1)作用:將原動機的能量傳遞給液體,從而使液體能量增加。(2)型式:開式、半開式、閉式。(3)按照吸液方式分類：單、雙吸(4)適用場合:第17頁/共251頁2.2.2離心泵的主要部件葉輪型式以及適用場合第18頁/共251頁2.2.2離心泵的主要部件2.泵殼：吸入室、壓出室和導(dǎo)輪第19頁/共251頁吸入室(1)位置:進水管接頭法蘭到葉輪進口前的空間稱為吸入室.(2)作用:以較小的能量損失均勻的把液體引入葉輪.(3)分類:圓錐管吸入室;

半螺旋形吸入室.第20頁/共251頁吸入室分類:圓錐管吸入室;半螺旋形吸入室.第21頁/共251頁壓出室(1)位置:葉輪出口處與出水管接頭法蘭之間的那部分空間稱為壓出室.(2)作用:以最小損失流出水泵,實現(xiàn)部分動能到壓能的轉(zhuǎn)化.(3)結(jié)構(gòu)特點:見下頁圖.第22頁/共251頁壓出室第23頁/共251頁2.2.2離心泵的主要部件3.軸和軸承(1)軸的作用:傳遞機械能,承受扭矩.(2)軸承作用:支持軸使其旋轉(zhuǎn),并減少軸和支承之間的摩擦和磨損.(3)軸承分類:滑動軸承,滾動軸承,向心軸承,推力軸承第24頁/共251頁2.2.2離心泵的主要部件4.密封環(huán)(1)密封環(huán)的工作原理:靠環(huán)間的很小間隙增加流動阻力來減少泄露損失.(2)密封環(huán)型式:平板式、角式、迷宮式第25頁/共251頁密封環(huán)第26頁/共251頁2.2.2離心泵的主要部件5.軸封機構(gòu)(1)軸封機構(gòu)的作用:用來減少有壓力的液體流出泵外和防止空氣進入泵內(nèi).(2)軸封機構(gòu)的分類:填料密封,機械密封.(3)填料密封的工作原理:(4)機械密封的工作原理:

第27頁/共251頁填料密封第28頁/共251頁機械密封第29頁/共251頁2.2.2離心泵的主要部件6.驅(qū)動機電動機汽輪機第30頁/共251頁2.2.2離心泵的主要部件7.管道附件(1)進水濾網(wǎng)(2)底閥(3)放氣旋塞(4)出水管道上的止回閥(5)放水旋塞(6)充水設(shè)備(7)真空表(8)壓力表第31頁/共251頁2.3離心泵的基礎(chǔ)理論2.3.1離心泵的理論方程式2.3.2離心泵的主要性能參數(shù)與特性曲線2.3.3離心泵的相似理論、相似定律和比轉(zhuǎn)速2.3.4離心泵的比例定律和切割定律第32頁/共251頁2.3.1離心泵的理論方程式按照定性特點描述泵的工作原理按照達朗伯原理(虛功原理)描述泵的工作原理按照機翼理論描述泵的工作原理第33頁/共251頁離心泵內(nèi)流理論假設(shè)(1)葉片數(shù)無窮多(2)理想流體(3)定常流動(4)不可壓(5)軸對稱第34頁/共251頁2.3.1離心泵的理論方程式1.液體在葉輪中的運動和速度三角形(1)運動合成理論(2)速度三角形(3)介紹:絕對速度的圓周分速度、絕對速度的徑向分速度、流入角、流出角、葉輪半徑、用腳碼1和2分別表示葉輪入口和出口。第35頁/共251頁投影圖1第36頁/共251頁葉輪投影圖2第37頁/共251頁液體質(zhì)點在葉輪內(nèi)的運動情況第38頁/共251頁液體質(zhì)點在葉輪內(nèi)的運動情況第39頁/共251頁液體質(zhì)點在葉輪內(nèi)的運動情況第40頁/共251頁2.3.1離心泵的理論方程式2.基本方程（1）動量矩定理（2）公式推導(dǎo)（3）公式說明第41頁/共251頁2.3.1離心泵的理論方程式離心泵基本方程式分析：（1）徑向流入（2）與密度無關(guān)（3）采取哪些措施可使揚程增加？評價這些措施。第42頁/共251頁2.3.1離心泵的理論方程式能量方程式的另一種表達形式分析：（1）如何求得（2）動能頭和靜能頭區(qū)分（3）常識分析：導(dǎo)葉或蝸殼中部分動能頭向靜能頭轉(zhuǎn)化；軸流式泵的揚程和效率比離心式的要低些？但為什么軸流式設(shè)備用的越來越多？軸流式為什么多采用機翼型葉片？軸流式為什么要作成動葉可調(diào)？第43頁/共251頁2.3.1離心泵的理論方程式3.理論方程的討論(1)分析對理論能頭的影響第44頁/共251頁2.3.1離心泵的理論方程式(2)流出角對性能的影響β2＜90°后彎β2=90°徑向β2＞90°前彎考慮這些角度的取植范圍。第45頁/共251頁葉片型式第46頁/共251頁2.3.1離心泵的理論方程式(3)離心泵的理論壓頭與理論流量的關(guān)系第47頁/共251頁2.3.2離心泵的主要性能參數(shù)與特性曲線1.離心泵的主要性能參數(shù)(1)流量Q概念:泵在單位時間內(nèi)所排出液體的體積.單位:m3/sm3/hl/s第48頁/共251頁離心泵的主要性能參數(shù)(2)揚程:概念:泵對單位重量液體所增加的能量.公式:第49頁/共251頁離心泵的主要性能參數(shù)(3)效率η機械損失Nm和機械效率ηm容積損失Nv和容積效率ηv水力損失Nh和水力效率ηh總效率η=ηm·ηv·ηh第50頁/共251頁離心泵的主要性能參數(shù)第51頁/共251頁離心泵的主要性能參數(shù)第52頁/共251頁離心泵的主要性能參數(shù)第53頁/共251頁離心泵的主要性能參數(shù)(4)轉(zhuǎn)速n每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，單位r/min，rpm。第54頁/共251頁離心泵的主要性能參數(shù)(5)功率★有效功率:單位時間內(nèi)泵使液體增加的能量叫泵的輸出功率.Ne=ρgQHWNe=ρgQH/1000kW★軸功率:泵在單位時間內(nèi)所消耗的能量.N＞Ne第55頁/共251頁2.3.2離心泵的主要性能參數(shù)與特性曲線2.離心泵的特性曲線(1)H-Q曲線(2)N-Q曲線(3)η-Q曲線第56頁/共251頁2.3.3離心泵的相似理論、

相似定律和比轉(zhuǎn)速引入相似理論的原因（1）?；瘜嶒灒?）相似設(shè)計（3）相似換算第57頁/共251頁2.3.3離心泵的相似理論、

相似定律和比轉(zhuǎn)速1.離心泵的相似理論(1)幾何相似(2)運動相似(3)動力相似第58頁/共251頁2.3.3離心泵的相似理論、

相似定律和比轉(zhuǎn)速2.離心泵的相似定律(相似換算)(1)揚程H相似換算公式(2)流量Q相似換算公式(3)功率N相似換算公式第59頁/共251頁相似換算公式第60頁/共251頁2.3.3離心泵的相似理論、

相似定律和比轉(zhuǎn)速3.離心泵的比轉(zhuǎn)速(1)比轉(zhuǎn)速的公式第61頁/共251頁2.3.3離心泵的相似理論、

相似定律和比轉(zhuǎn)速(2)比轉(zhuǎn)速應(yīng)用1)用比轉(zhuǎn)速對離心泵進行分類2)用比轉(zhuǎn)速進行泵的相似設(shè)計第62頁/共251頁用比轉(zhuǎn)速對離心泵進行分類第63頁/共251頁2.3.4離心泵的比例定律和切割定律1.比例定律-轉(zhuǎn)速變換第64頁/共251頁2.3.4離心泵的比例定律和切割定律2.切割定律-變換葉輪直徑第65頁/共251頁2.3.4離心泵的比例定律和切割定律3.比例定律的應(yīng)用有一臺離心式水泵運行過程中須進行變速調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后的流量是調(diào)節(jié)前的95%，問調(diào)節(jié)后的轉(zhuǎn)速是調(diào)節(jié)前的百分之多少？（大于95%、等于95%、小于95%）。第66頁/共251頁2.4離心泵的運轉(zhuǎn)2.4.1離心泵的吸程、汽蝕和汽蝕余量2.4.2離心泵的工作點2.4.3離心泵的流量調(diào)節(jié)2.4.4離心泵的并聯(lián)和串聯(lián)2.4.5離心泵的小流量管線和閥門2.4.6離心泵的啟動要求、出口止回裝置和吸水管底閥第67頁/共251頁2.4.1離心泵的吸程、汽蝕和汽蝕余量1.離心泵的吸程-泵的允許幾何安裝高度(1)吸程的定義與計算公式第68頁/共251頁1.離心泵的吸程-泵的允許幾何安裝高度(2)允許吸上真空度H’s第69頁/共251頁1.離心泵的吸程-泵的允許幾何安裝高度(3)影響吸程的因素1)海拔高度2)液體溫度3)液體密度第70頁/共251頁2.4.1離心泵的吸程、汽蝕和汽蝕余量2.離心泵的汽蝕和汽蝕余量第71頁/共251頁2.4.1離心泵的吸程、汽蝕和汽蝕余量2.離心泵的汽蝕和汽蝕余量第72頁/共251頁2.4.1離心泵的吸程、汽蝕和汽蝕余量2.離心泵的汽蝕和汽蝕危害(1)離心泵汽蝕產(chǎn)生的原因ｐ〈ｐυ→汽泡（蒸氣、析出氣體）→（流向高壓區(qū)）→潰滅（水擊）→（若發(fā)生金屬表面附近）金屬表面因疲勞而侵蝕→侵蝕（蜂窩狀、海綿狀）第73頁/共251頁2.離心泵的汽蝕和汽蝕危害(2)汽蝕的危害1)葉輪材料被破壞2)噪聲和震動3)泵的性能降低、效率下降第74頁/共251頁第75頁/共251頁2.4.1離心泵的吸程、汽蝕和汽蝕余量3.離心泵的汽蝕余量1)有效汽蝕余量△ha(NPSHa)2)必需汽蝕余量△hr(NPSHr)3)有效汽蝕余量△ha與必需汽蝕余量△hr的關(guān)系及臨界汽蝕余量△hc4)允許汽蝕余量△h第76頁/共251頁有效汽蝕余量△ha(NPSHa)概念:泵在吸入口處的總能量,具有超過輸送溫度下液體汽化壓力的富裕能力。公式第77頁/共251頁有效汽蝕余量△ha(NPSHa)有效汽蝕余糧和幾何安裝高度的關(guān)系第78頁/共251頁有效汽蝕余量△ha(NPSHa)吸入容器液面高出水泵軸線(倒灌)核電凝結(jié)水泵第79頁/共251頁必需汽蝕余量△hr(NPSHr)概念:泵吸入口處至泵內(nèi)壓力最低點處的壓力降。公式第80頁/共251頁有效汽蝕余量△ha與必需汽蝕余量△hr的關(guān)系及臨界汽蝕余量△hc△hc=△ha=△hr第81頁/共251頁允許汽蝕余量△h第82頁/共251頁2.4.1離心泵的吸程、汽蝕和汽蝕余量4.提高泵抗汽蝕性能措施(1)改善泵的工作條件,提高泵的有效汽蝕余量(2)提高泵本身的抗汽蝕性能,減小必需汽蝕雨量第83頁/共251頁提高有效汽蝕余量△ha(1)減小幾何安裝高度Hg,提高有效汽蝕余量;(2)加大吸水管徑或減小流量,以減小阻力Hw,提高有效汽蝕余量;(3)降低液體的溫度,從而降低汽化壓力Pv,提高有效汽蝕余量;(4)降低泵的轉(zhuǎn)速n,減小阻力Hw,提高有效汽蝕余量.第84頁/共251頁減小必需汽蝕余量(1)采用雙吸葉輪,降低入口速度;(2)增大葉輪進口直徑及葉片進口寬度,降低入口速度;(3)葉輪采用耐汽蝕材料,提高泵的抗汽蝕性能;(4)進口處裝設(shè)螺旋式誘導(dǎo)輪,改善泵的汽蝕性能.第85頁/共251頁誘導(dǎo)輪第86頁/共251頁2.4.2離心泵的工作特點第87頁/共251頁2.4.2離心泵的工作特點1.管路工作特性曲線第88頁/共251頁2.4.2離心泵的工作特點2.離心泵的工作點第89頁/共251頁2.4.3離心泵的流量調(diào)節(jié)1.改變管路特性曲線-調(diào)節(jié)閥門開度第90頁/共251頁2.4.3離心泵的流量調(diào)節(jié)2.改變泵的特性曲線-調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速第91頁/共251頁2.4.3離心泵的流量調(diào)節(jié)3.旁路分流調(diào)節(jié)法第92頁/共251頁2.4.4離心泵的并聯(lián)和串聯(lián)1.串聯(lián)運轉(zhuǎn)特性曲線2.并聯(lián)運轉(zhuǎn)特性曲線3.水泵在管路系統(tǒng)中的串聯(lián)運行和并聯(lián)運行第93頁/共251頁1.串聯(lián)運轉(zhuǎn)特性曲線串聯(lián)目的:提高揚程和壓力串聯(lián)特點:流量相同,揚程疊加串聯(lián)作圖原則?第94頁/共251頁2.并聯(lián)運轉(zhuǎn)特性曲線并聯(lián)目的:獲得較高流量并聯(lián)特點:揚程相等,流量疊加并聯(lián)作圖原則?第95頁/共251頁3.水泵在管路系統(tǒng)中的串聯(lián)運行和并聯(lián)運行(1)泵的并聯(lián)運行并聯(lián)主要是在擴建、備用、負(fù)荷變動大（臺數(shù)調(diào)節(jié)）時應(yīng)用；可以分為同性能并聯(lián)和不同性能并聯(lián)。第96頁/共251頁相同性能泵并聯(lián)注意問題電動機的選擇問題；管路特性曲線的傾斜程度問題？水泵特性曲線的傾斜程度問題？補充：選泵和確定幾何安裝高度。第97頁/共251頁兩臺不同性能水泵并聯(lián)注意問題選擇管路特性相當(dāng)重要管路特性曲線為RA，都正常工作管路特性曲線為RB，Ⅱ泵沒作用管路特性曲線為RC，Ⅱ泵阻礙Ⅰ泵工作第98頁/共251頁3.水泵在管路系統(tǒng)中的串聯(lián)運行和并聯(lián)運行（2）泵的串聯(lián)運行在新設(shè)計困難時、改擴建、需要增壓時采用串聯(lián)分為相同性能串聯(lián)和不同性能串聯(lián)第99頁/共251頁同性能泵串聯(lián)注意問題注意后面一臺泵的承壓能力問題注意啟動順序問題補充：選泵、電機、幾何安裝高度第100頁/共251頁不同性能泵串聯(lián)注意問題管路系統(tǒng)性能曲線1時，都正常管路系統(tǒng)性能曲線2時，相當(dāng)于Ⅱ泵不起作用管路系統(tǒng)性能曲線3時，Ⅱ泵為負(fù)揚程第101頁/共251頁3.水泵在管路系統(tǒng)中的串聯(lián)運行和并聯(lián)運行(3)相同性能泵聯(lián)合工作方式的選擇以并聯(lián)性能曲線和串聯(lián)運行曲線交點為分界線,根據(jù)管路阻力情況確定聯(lián)合運行方式,如果管路特性比較平坦,選擇并聯(lián);如果管路特性比較陡,選擇串聯(lián).第102頁/共251頁3.水泵在管路系統(tǒng)中的串聯(lián)運行和并聯(lián)運行(4)泵聯(lián)合工作的評價與原則第一,應(yīng)當(dāng)選擇同性能的泵;第二,管路阻力小并聯(lián),阻力大串聯(lián);第三,串并聯(lián)的揚程流量并非成倍增加.第103頁/共251頁2.4.5離心泵的小流量管線與閥門防止小流量汽蝕,確保水泵連續(xù)工作第104頁/共251頁2.4.6離心泵的啟動要求、出口止回裝置及吸水管底閥1.離心泵的啟動要求

(1)灌水排氣;(2)關(guān)閉出口閥.2.離心泵的出口止回閥:防止水擊3.吸入口底閥和濾網(wǎng)底閥防灌水漏水,濾網(wǎng)防雜物.第105頁/共251頁2.5離心泵的結(jié)構(gòu)2.5.1單級泵的結(jié)構(gòu)2.5.2多級泵的結(jié)構(gòu)2.5.3軸封裝置2.5.4軸向推力平衡2.5.5常用離心泵的類型第106頁/共251頁2.5.1單級泵的結(jié)構(gòu)認(rèn)識圖2-38①水泵為什么進口漸縮出口漸擴?②密封設(shè)置的原因?③平衡小孔的作用?④平衡軸向力綜合考慮了哪些因素?第107頁/共251頁2.5.1單級泵的結(jié)構(gòu)認(rèn)識圖2-39①雙吸的優(yōu)點有哪些?(3點)②核電哪些泵采用這種結(jié)構(gòu)?③為什么還需要推力軸承?第108頁/共251頁1)吸入室(1)位置:進水管接頭法蘭到葉輪進口前的空間稱為吸入室.(2)作用:以較小的能量損失均勻的把液體引入葉輪.(3)分類:圓錐管吸入室;

半螺旋形吸入室.第109頁/共251頁1)吸入室分類:圓錐管吸入室;半螺旋形吸入室.第110頁/共251頁1)吸入室教材將吸入室分成直通圓柱形、收斂式圓錐形和肘形通道。特別關(guān)注收斂式圓錐形？第111頁/共251頁2.5.1單級泵的結(jié)構(gòu)1.葉輪(1)作用:將原動機的能量傳遞給液體,從而使液體能量增加。(2)型式:開式、半開式、閉式。(3)按照吸液方式分類：單、雙吸(4)適用場合:第112頁/共251頁2.5.1單級泵的結(jié)構(gòu)葉輪型式以及適用場合第113頁/共251頁3）壓出室(a)位置:葉輪出口處與出水管接頭法蘭之間的那部分空間稱為壓出室.(b)作用:以最小損失流出水泵,實現(xiàn)部分動能到壓能的轉(zhuǎn)化.(c)結(jié)構(gòu)特點:見下頁圖.第114頁/共251頁3）壓出室第115頁/共251頁3）壓出室第116頁/共251頁2.5.1單級泵的結(jié)構(gòu)4）密封環(huán)(a)密封環(huán)的工作原理:靠環(huán)間的很小間隙增加流動阻力來減少泄露損失.(b)密封環(huán)型式:平板式、角式、迷宮式第117頁/共251頁密封環(huán)第118頁/共251頁2.5.1單級泵的結(jié)構(gòu)5）軸封機構(gòu)(a)軸封機構(gòu)的作用:用來減少有壓力的液體流出泵外和防止空氣進入泵內(nèi).(b)軸封機構(gòu)的分類:填料密封,機械密封.(c)填料密封的工作原理:(d)機械密封的工作原理:

第119頁/共251頁填料密封第120頁/共251頁機械密封第121頁/共251頁2.5.1單級泵的結(jié)構(gòu)6）軸和軸承(a)軸的作用:傳遞機械能,承受扭矩.(b)軸承作用:支持軸使其旋轉(zhuǎn),并減少軸和支承之間的摩擦和磨損.(c)軸承分類:滑動軸承,滾動軸承,向心軸承,推力軸承第122頁/共251頁2.5.1單級泵的結(jié)構(gòu)7）主要附件進水濾網(wǎng)，底閥，放氣旋塞，止回閥，放水閥，充水設(shè)備等。第123頁/共251頁2.5.2多級泵的結(jié)構(gòu)1.節(jié)段式多級泵2.中開式多級泵第124頁/共251頁2.5.3軸封裝置1.填料密封2.機械密封第125頁/共251頁2.5.4軸向推力平衡1.軸向力產(chǎn)生原因（1）前后蓋板面積不等（2）軸向流入，徑向流出（3）立式泵轉(zhuǎn)子的重量第126頁/共251頁2.5.4軸向推力平衡2.平衡方法（1）推力軸承法（2）減壓平衡法：平衡孔、平衡管（3）平衡葉片法（4）雙側(cè)吸水法（5）葉輪對稱布置法（6）平衡鼓法（7）自動平衡盤法第127頁/共251頁2.5.4軸向推力平衡第128頁/共251頁2.5.4軸向推力平衡第129頁/共251頁2.5.4軸向推力平衡第130頁/共251頁2.5.4軸向推力平衡第131頁/共251頁2.5.4軸向推力平衡第132頁/共251頁2.5.4軸向推力平衡第133頁/共251頁2.5.4軸向推力平衡3.平衡盤為什么能自動平衡軸向力？4.GNPS堆冷卻劑泵、給水泵、循環(huán)水泵的軸向力平衡。第134頁/共251頁堆冷卻劑泵第135頁/共251頁給水泵第136頁/共251頁循環(huán)水泵第137頁/共251頁2.5.5常用離心泵的類型1.單級離心泵（1）單吸單級懸臂式離心泵圖2-57：該泵軸向力平衡特點以及密封特點？（2）雙吸單級離心泵（3）立式離心泵第138頁/共251頁2.5.5常用離心泵的類型2.多級離心泵（1）臥式單吸節(jié)段式多級離心泵（2）立式多級離心泵第139頁/共251頁2.5.5常用離心泵的類型3.冷凝水泵圖2-63：提高抗汽蝕性能的措施？第140頁/共251頁2.5.5常用離心泵的類型4.潛水泵電動機和水泵連接為一體密封在殼體內(nèi)。第141頁/共251頁2.5.5常用離心泵的類型5.深井泵一般為多級泵。第142頁/共251頁2.6軸流泵和混流泵2.6.1軸流泵的結(jié)構(gòu)與主要部件2.6.2軸流泵的工作原理和基礎(chǔ)理論2.6.3軸流泵的性能參數(shù)和特性曲線2.6.4軸流泵的調(diào)節(jié)和運行2.6.5混流泵第143頁/共251頁軸

流

泵第144頁/共251頁2.6.1軸流泵的結(jié)構(gòu)與主要部件1.葉輪(1)組成:葉片,輪轂,動葉頭(2)葉片數(shù):低ns5~6片,高ns5~6片.(3)葉片形狀:扭曲,r小β大,r大β小.(4)葉輪型式:不可調(diào),半可調(diào)和全調(diào)節(jié).第145頁/共251頁2.6.1軸流泵的結(jié)構(gòu)與主要部件2.導(dǎo)葉(1)設(shè)置導(dǎo)葉的目的是什么?(2)導(dǎo)葉葉片數(shù)目,導(dǎo)葉葉片進口邊方向與葉輪葉片數(shù)目以及葉輪葉片出口邊方向距離關(guān)系.第146頁/共251頁2.6.1軸流泵的結(jié)構(gòu)與主要部件3.擴散管和彎管(1)在擴散段,液體略帶旋轉(zhuǎn)使旋渦少產(chǎn)生,限制旋渦和脫流區(qū)擴大,并把旋渦移走,其它流體移來,從而減小阻力損失.(2)彎管曲率半徑越大,水力損失越小,但泵軸向尺寸會很長.第147頁/共251頁2.6.1軸流泵的結(jié)構(gòu)與主要部件4.軸與軸承軸流泵的泵軸特點是細(xì)而長,因此泵軸是非剛性軸.泵軸的主要問題是剛性與振動.一般立式布置,軸向力靠推力軸承承擔(dān),而徑向力靠徑向軸承承擔(dān).第148頁/共251頁2.6.1軸流泵的結(jié)構(gòu)與主要部件5.吸水管一般為錐形短管.第149頁/共251頁2.6.2軸流泵的工作原理和基礎(chǔ)理論2.6.2.1機翼理論2.6.2.2動量矩理論及其方程第150頁/共251頁2.6.2.1機翼理論1.翼型及其主要參數(shù)(1)骨架線(2)前緣點、后緣點(3)弦長b(4)翼展長L(5)撓度f(6)厚度c(7)沖角α第151頁/共251頁2.6.2.1機翼理論2.機翼在空氣中的運動第152頁/共251頁2.6.2.1機翼理論3.環(huán)列葉柵-流體在軸流泵中的流動第153頁/共251頁葉片安裝角柵距弦長弦長列線列線列線葉柵理論第154頁/共251頁2.6.2.2動量矩理論及其方程第155頁/共251頁2.6.2.2動量矩理論及其方程第156頁/共251頁1、性能曲線的趨勢分析

①．沖角增加，曲線上升；

③．葉頂和葉根分別出現(xiàn)二次回流，曲線回升。

②．邊界層分離，葉根出現(xiàn)回流，曲線下降，但趨勢較緩；

2、性能曲線的特點

①．存在不穩(wěn)定工作區(qū)，曲線形狀呈∽型；

②．空載易過載；③．高效區(qū)窄。2.6.3軸流泵的性能參數(shù)和特性曲線第157頁/共251頁2.6.3軸流泵的性能參數(shù)和特性曲線葉片的正常工況和脫流工況翼型空氣動力特性曲線第158頁/共251頁2.6.3軸流泵的性能參數(shù)和特性曲線3.功率曲線和效率曲線的分析4.啟動問題5.補充:列舉軸流式的眾多缺點?如何克服?為什么現(xiàn)在應(yīng)用很廣泛?第159頁/共251頁2.6.4軸流泵的調(diào)節(jié)和運行2.6.4.1軸流泵的調(diào)節(jié)2.6.4.2軸流泵的汽蝕2.6.4.3軸流泵的運行2.6.4.4軸流泵的特點第160頁/共251頁大型軸流式、混流式泵在運行中，采用調(diào)整葉輪葉片安裝角的辦法來適應(yīng)負(fù)荷變化的調(diào)節(jié)方式（n≡C）。工作原理：什么是：y=+

y、速度三角形

u、2HT、pT、qV軸流式泵的性能曲線葉片安裝角沖角幾何平均相對速度角a2.6.4.1軸流泵的調(diào)節(jié)和運行第161頁/共251頁

半可調(diào)方式：沒有動葉調(diào)節(jié)機構(gòu)，只能在停機時，方可調(diào)整動葉的安裝角，適用于中、小型的軸流式、混流式泵。動葉調(diào)節(jié)機構(gòu):

傳動方式分為：機械傳動和液壓傳動兩類，對于大型泵以采用液壓傳動為好

。大型立式混流泵油壓式動葉操縱系統(tǒng)軸流式泵動葉調(diào)節(jié)液壓傳動裝置分配閥調(diào)節(jié)缸活塞位移指示桿液壓伺服機構(gòu)隨時改變動葉的安裝角的調(diào)節(jié)方式稱為全可調(diào)。2.6.4.1軸流泵的調(diào)節(jié)和運行第162頁/共251頁2.6.4.2軸流泵的汽蝕為避免軸流泵產(chǎn)生汽蝕,安裝軸流泵時應(yīng)考慮下列情況:(1)防止泵的葉輪長期沒有足夠的浸入深度;(2)泵的吸入喇叭口與進水溝底,應(yīng)保持所要求的距離;(3)防止干水位過低,使水流產(chǎn)生較大旋渦而進入水泵;(4)運行方式的配備要合理,特別是在進水流道設(shè)計不能過小或水位較低.第163頁/共251頁2.6.4.3軸流泵的運行1.充水2.啟動:出口閥門開啟3.停止第164頁/共251頁2.6.4.4軸流泵的特點1.動葉調(diào)節(jié)改變裝置角就可以調(diào)節(jié)流量,調(diào)節(jié)效率高,高效區(qū)寬;2.立式軸流泵淹沒水中,不需灌水,汽蝕性能也比離心泵要好;3.尺寸小,占地小,節(jié)省建設(shè)費用;4.結(jié)構(gòu)簡單緊湊,重量輕.第165頁/共251頁2.6.5混流泵1.與軸流泵比,揚程高,汽蝕性能好;2.應(yīng)用:堆冷卻劑泵,循環(huán)水泵第166頁/共251頁2.7屏蔽泵2.7.1屏蔽泵的工作原理、類型、結(jié)構(gòu)和部件2.7.2屏蔽泵的特點2.7.3核電主泵屏蔽泵及其今后發(fā)展的方向第167頁/共251頁2.7.1屏蔽泵的工作原理、類型、結(jié)構(gòu)和部件2.7.1.1立式屏蔽泵2.7.1.2臥式屏蔽泵第168頁/共251頁2.7.1.1立式屏蔽泵1.結(jié)構(gòu)組成2.散熱冷卻3.推力盤4.密封第169頁/共251頁2.7.1.2臥式屏蔽泵軸向力平衡第170頁/共251頁2.7.2屏蔽泵的特點1.由于沒有旋轉(zhuǎn)軸的動密封,只有靜密封,所以可保證絕對密封,稱為無泄露泵.2.體積小,重量輕,結(jié)構(gòu)緊湊.水泵葉輪和電機結(jié)合為一體稱為無軸封泵.3.沒有風(fēng)扇,所以噪音小,振動小.4.檢修比較簡單.5.效率比軸封泵低10~20%.6.造價較高.第171頁/共251頁2.7.3核電主泵屏蔽泵及其今后發(fā)展的方向屏蔽泵與軸封泵比:1.屏蔽泵效率低,為50~70%,而軸封泵效率高達85~90%.2.屏蔽泵轉(zhuǎn)動慣量小,不太適應(yīng)反應(yīng)堆安全停堆的嚴(yán)格要求.3.屏蔽泵造價高.第172頁/共251頁2.8往復(fù)泵、回轉(zhuǎn)泵、旋渦泵和噴射泵2.8.1往復(fù)泵2.8.2計量泵2.8.3回轉(zhuǎn)泵2.8.4旋渦泵2.8.5噴射泵第173頁/共251頁2.8.1往復(fù)泵第174頁/共251頁2.8.1往復(fù)泵第175頁/共251頁第176頁/共251頁2.8.1往復(fù)泵1.流量只與泵本身幾何尺寸和活塞往復(fù)次數(shù)有關(guān);2.壓頭與泵本身幾何尺寸無關(guān);3.吸上真空度隨當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?、輸送液體性質(zhì)和溫度而變;4.不能簡單的用排出管路上閥門來調(diào)節(jié)流量,一般采用回路調(diào)節(jié)裝置.第177頁/共251頁2.8.2計量泵第178頁/共251頁2.8.3回轉(zhuǎn)泵第179頁/共251頁2.8.3回轉(zhuǎn)泵第180頁/共251頁齒輪泵雙螺桿泵2.8.3回轉(zhuǎn)泵第181頁/共251頁2.8.4旋渦泵第182頁/共251頁2.8.5噴射泵第183頁/共251頁2.8.5噴射泵第184頁/共251頁2.9水泵在運行中的問題2.9.1啟動要求2.9.2水泵的汽蝕2.9.3水泵的化學(xué)腐蝕2.9.4水泵的磨損2.9.5水泵的振動第185頁/共251頁2.9.1啟動要求1.啟動時必須充水.2.離心泵關(guān)閥啟動,不超過2~3分鐘.3.軸流泵和混流泵開出口閥啟動.4.往復(fù)泵和回轉(zhuǎn)泵等容積式泵必須采用出口閥打開工況啟動.第186頁/共251頁2.9.2水泵的汽蝕防止汽蝕的主要方法降低吸水高程,減小吸入管路阻力,提高泵吸水口壓力,增強材料的抗蝕性.第187頁/共251頁2.9.3水泵的化學(xué)腐蝕1.化學(xué)腐蝕的原因:(1)水中含有少量氧,當(dāng)溫度升高時和金屬發(fā)生氧化作用.(2)水中含有重碳酸鈉,當(dāng)水溫升高時重碳酸鈉分解,降低了水中的PH值.即使水中不含氧,這種水也會對泵的部件起很強烈的腐蝕作用.第188頁/共251頁2.9.3水泵的化學(xué)腐蝕2.防止的辦法:(1)加除氧塔(脫氣塔)(2)選耐腐蝕材料泵.第189頁/共251頁2.9.4水泵的磨損1.磨損的原因及部件:(1)軸承間的摩擦磨損;(2)葉輪和外殼間的摩擦磨損;(3)介質(zhì)顆粒引起的磨損.2.防止辦法:軸潤滑,過濾介質(zhì),選擇耐磨材料的部件.第190頁/共251頁2.9.5水泵的振動1.水泵振動的原因:(1)流體流動引起的振動1)汽蝕引起的振動;2)水擊引起的振動第191頁/共251頁1.水泵振動的原因(2)機械引起的振動1)軸心不對中2)轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡3)轉(zhuǎn)子中心不正4)轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速5)動靜部分摩擦6)平衡盤設(shè)計不良7)其他如基礎(chǔ)不良或螺栓松動等第192頁/共251頁2.9.5水泵的振動2.消除水泵振動的方法:1)消除汽蝕和水擊;2)軸心嚴(yán)格對中;3)葉輪動靜平衡試驗4)安裝和修復(fù)組裝時,嚴(yán)格找準(zhǔn)轉(zhuǎn)子中心;5)安裝機座加設(shè)減振機構(gòu);6)根據(jù)引起振動的原因,采取針對性消除方法第193頁/共251頁第三章風(fēng)機3.1通風(fēng)機的基本理論3.2通風(fēng)機的類型、結(jié)構(gòu)和型號3.3通風(fēng)機的主要參數(shù)及性能曲線3.4通風(fēng)機的運行第194頁/共251頁3.1通風(fēng)機的基本理論3.1.1通風(fēng)機的工作原理和理論方程3.1.2通風(fēng)機的相似原理和相似換算3.1.3通風(fēng)機的比轉(zhuǎn)速(ns)第195頁/共251頁3.1.1通風(fēng)機的工作原理和理論方程1.通風(fēng)機的工作原理第196頁/共251頁3.1.1通風(fēng)機的工作原理和理論方程2.通風(fēng)機理論方程第197頁/共251頁3.1.1通風(fēng)機的工作原理和理論方程3.通風(fēng)機葉片(1)通風(fēng)機葉片形式第198頁/共251頁3.通風(fēng)機葉片(2)三種葉片形式的性能比較1)前彎葉片:風(fēng)壓最大,葉片最小,效率最差,適應(yīng)于風(fēng)壓要求高,而轉(zhuǎn)速和葉輪直徑受到一定限制的工況;2)后彎葉片:效率最高,葉片最大,風(fēng)壓最低,適應(yīng)于大功率的風(fēng)機;3)徑向葉片:風(fēng)壓葉片效率在三者中居中,但葉片加工制造簡單,不易積垢和磨損,所以一般中低壓風(fēng)機多采用徑向葉片.第199頁/共251頁3.1.2通風(fēng)機的相似原理和相似換算3.1.2.1通風(fēng)機的相似理論3.1.2.2通風(fēng)機性能的相似換算(相似定律)第200頁/共251頁3.1.2.1通風(fēng)機的相似理論1)幾何相似2)運動相似3)動力相似第201頁/共251頁3.1.2.2通風(fēng)機性能的相似換算

(相似定律)第202頁/共251頁3.1.3通風(fēng)機的比轉(zhuǎn)速(ns)3.1.3.1比轉(zhuǎn)速ns3.1.3.2比轉(zhuǎn)速的應(yīng)用第203頁/共251頁3.1.3.1比轉(zhuǎn)速ns1.標(biāo)準(zhǔn)模型風(fēng)機的條件:1)氣體為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的空氣2)流量Q=1m3/s3)全壓P=1Pa4)空氣密度ρ=1.2kg/m3第204頁/共251頁3.1.3.1比轉(zhuǎn)速ns2.風(fēng)機比轉(zhuǎn)速公式第205頁/共251頁3.1.3.1比轉(zhuǎn)速ns3.雙吸風(fēng)機比轉(zhuǎn)速公式第206頁/共251頁3.1.3.1比轉(zhuǎn)速ns4.非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)風(fēng)機比轉(zhuǎn)速公式第207頁/共251頁3.1.3.2比轉(zhuǎn)速的應(yīng)用1.用比轉(zhuǎn)速對通風(fēng)機進行分類(1)離心式通風(fēng)機ns=11~90①高壓離心風(fēng)機ns=11~30②中壓離心風(fēng)機ns=30~60③低壓離心風(fēng)機ns=60~90(2)混流式通風(fēng)機ns=90~110(3)軸流式通風(fēng)機ns=110~500第208頁/共251頁3.1.3.2比轉(zhuǎn)速的應(yīng)用2.按比轉(zhuǎn)速選取滿足工況需要的風(fēng)機3.比轉(zhuǎn)速用于新風(fēng)機的相似設(shè)計第209頁/共251頁3.2通風(fēng)機的類型、結(jié)構(gòu)和型號3.2.1通風(fēng)機的類型3.2.2通風(fēng)機的基本結(jié)構(gòu)3.2.3通風(fēng)機的型號和命名第210頁/共251頁3.2.1通風(fēng)機的類型1.按照工作原理分類(1)離心風(fēng)機(2)混流風(fēng)機(3)軸流風(fēng)機第211頁/共251頁3.2.1通風(fēng)機的類型2.按風(fēng)機壓力分類(1)低壓通風(fēng)機,風(fēng)壓在100mm水柱以下(2)中壓通風(fēng)機,風(fēng)壓在100~300mm水柱(3)高壓通風(fēng)機,風(fēng)壓在300mm水柱以上第212頁/共251頁3.2.2通風(fēng)機的基本結(jié)構(gòu)第213頁/共251頁3.2.2通風(fēng)機的基本結(jié)構(gòu)3.2.2.1集流器3.2.2.2葉輪3.2.2.3機殼3.2.2.4傳動部件3.2.2.5軸流風(fēng)機一般結(jié)構(gòu)第214頁/共251頁3.2.2.1集流器第215頁/共251頁3.2.2.2葉輪第216頁/共251頁3.2.2.2葉輪第217頁/共251頁3.2.2.2葉輪第218頁/共251頁3.2.2.3機殼第219頁/共251頁3.2.2.4傳動部件第