離心泵工作特性及相似定律.ppt

1、泵 （離心泵的工作特性）,過程流體機(jī)械,機(jī)械設(shè)備,思考題,流體在離心泵葉輪中有哪幾中運(yùn)動速度？這些速度之間的關(guān)系如何？速度三角形是如何得到的？速度三角形的形狀和大小和那些因素有關(guān)？ 離心泵的主要性能參數(shù)有哪些？這些參數(shù)又有那些名稱，相互之間存在什么關(guān)系？ 泵內(nèi)存在哪幾中損失？這些損失的原因分別是什么？如何減小這些損失？,菜單,第三節(jié)離心泵的工作特性,離心泵性能及調(diào)節(jié) 離心泵啟動與運(yùn)行 相似理論在離心泵中的應(yīng)用 輸送粘性液體性能曲線換算,菜單,1. 離心泵的性能及調(diào)節(jié),離心泵的運(yùn)行特性 泵的性能曲線 管路特性曲線 泵在不穩(wěn)定工況下工作 離心泵運(yùn)行工況的調(diào)節(jié),菜單,1)離心泵的性能曲線,是選擇和使

2、用泵的主要依據(jù)，有“平坦”和“駝峰”狀之分，“駝峰”狀易產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象。,H-Q曲線,N-Q曲線,效率-Q曲線,NPSHr-Q曲線,菜單,1)離心泵的性能曲線,是合理選擇原動機(jī)功率和操作起動泵的依據(jù)，按需流量變化范圍中的最大規(guī)律再加上一定的安全余量，選擇原動機(jī)功率。起動泵應(yīng)關(guān)閉排出管路上的調(diào)節(jié)閥，可以減小啟動電流，保護(hù)電機(jī),H-Q曲線,N-Q曲線,效率-Q曲線,NPSHr-Q曲線,1)離心泵的性能曲線,是檢查泵工作經(jīng)濟(jì)性的依據(jù)，盡可能在高效區(qū)工作。通常效率最高點為額定點，也是設(shè)計工況點。目前取最高效率以下5%-8%范圍內(nèi)所對應(yīng)的工況為高效工作區(qū),H-Q曲線,N-Q曲線,效率-Q曲線,NPSHr

3、-Q曲線,1)離心泵的性能曲線,是檢查泵工作是否發(fā)生氣蝕的依據(jù)。通常是按最大流量下的NPSHr，考慮安全余量及吸入裝置的有關(guān)參數(shù)確定泵的安裝高度,H-Q曲線,N-Q曲線,效率-Q曲線,NPSHr-Q曲線,菜單,2)管路的特性曲線,菜單,H=Hst+BV2,菜單,3) 泵在不穩(wěn)定工況下工作,菜單,1.2離心泵運(yùn)行工況的調(diào)節(jié),改變泵特性曲線的調(diào)節(jié) 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 切割葉輪外徑調(diào)節(jié) 泵的串聯(lián)或并聯(lián)調(diào)節(jié) 改變裝置特性曲線的調(diào)節(jié) 閘閥調(diào)節(jié) 液位調(diào)節(jié) 旁路分流調(diào)節(jié),菜單,改變泵特性曲線的調(diào)節(jié),a.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) b.切割葉輪外徑調(diào)節(jié) c.改變前置導(dǎo)葉葉片角度的調(diào)節(jié) d.改變半開式葉輪葉片端部間隙的調(diào)節(jié) e.泵的串聯(lián)或

4、并聯(lián)調(diào)節(jié),改變裝置特性曲線的調(diào)節(jié),a.閘閥調(diào)節(jié) b.液位調(diào)節(jié) c.旁路分流調(diào)節(jié),改變管路特性曲線的調(diào)節(jié),2 離心泵的啟動與運(yùn)行,啟動前的準(zhǔn)備工作 啟動前檢查 潤滑油的名稱、型號、主要功能和加注數(shù)量是否符合技術(shù)文件規(guī)定的要求； 軸承潤滑系統(tǒng)、密封系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)是否完好，軸承的油路、水路是否暢通； 盤動泵的轉(zhuǎn)子12轉(zhuǎn)，檢查轉(zhuǎn)子是否有摩擦或卡住現(xiàn)象； 在聯(lián)軸器附近或皮帶防護(hù)裝置處，是否有妨礙轉(zhuǎn)動的雜物； 泵、軸承座、電動機(jī)的基礎(chǔ)地腳螺栓是否松動； 泵工作系統(tǒng)的閥門或輔助裝置均應(yīng)處于泵運(yùn)轉(zhuǎn)時負(fù)荷最小的位置，應(yīng)關(guān)閉出口調(diào)節(jié)閥； 點動泵，看其葉輪轉(zhuǎn)向是否與設(shè)計轉(zhuǎn)向一致，若不一致，必需使葉輪完全停止轉(zhuǎn)動后，

5、調(diào)整電動機(jī)接線后，方可再啟動。,菜單,充水水泵在啟動以前，泵殼和吸水管內(nèi)必須先充滿水，這是因為有空氣存在的情況下，泵吸入口的真空無法形成和保持。 暖泵輸送高溫液體的泵，如電廠的鍋爐給水泵，在啟動前必須先暖泵。這是因為給水泵在啟動時，高溫給水流過泵內(nèi)，使泵體溫度從常溫很快上升到100200，這會引起泵內(nèi)外和各部件之間的溫差，若沒有足夠長的傳熱時間和適當(dāng)控制溫升的措施，會使泵各處膨脹不均，造成泵體各部分變形、磨損、振動等。,菜單,啟動程序 離心泵泵腔和吸水管內(nèi)全部充滿水并無空氣，出口閥關(guān)閉。給水泵暖泵完畢。 對于強(qiáng)制潤滑的泵，啟動油泵向各軸承供油。 啟動冷卻水泵或打開冷卻水閥。 合閘啟動，啟動后泵

6、空轉(zhuǎn)時間不允許超過24min，使轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值后，逐漸打開離心泵的出口閥，增加流量，并達(dá)到要求的負(fù)荷。,菜單,運(yùn)行中的注意事項 泵制造廠對軸承的溫度有規(guī)定滾動軸承的溫升一般不超過40，表面溫度不超過70，否則就說明滾動軸承內(nèi)部出現(xiàn)毛病，應(yīng)停機(jī)檢查。如果繼續(xù)運(yùn)行，可能引起事故。對于滑動軸承的溫度規(guī)定，應(yīng)參閱有關(guān)泵的技術(shù)文件，處理方法與滾動軸承一樣。 泵轉(zhuǎn)子的不平衡，結(jié)構(gòu)剛度或旋轉(zhuǎn)軸的同心度差，都會引起泵產(chǎn)生振動。因此在泵運(yùn)轉(zhuǎn)時，用測振器在軸承上檢查振幅是否符合規(guī)定。 為了保證泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，葉輪的徑向跳動和端面跳動不能超過規(guī)定的數(shù)值，否則會影響轉(zhuǎn)子不平衡，產(chǎn)生振動。,菜單,3 相似理論在泵中的應(yīng)用

7、,離心泵相似理論 相似理論在離心泵中的應(yīng)用 改變?nèi)~輪外徑對泵性能的影響,菜單,3.1離心泵相似理論,相似條件 幾何相似幾何相似是指模型泵和實物泵對應(yīng)點的幾何尺寸成比例，比值相等，各對應(yīng)角相等（包括葉片數(shù)z、葉片安裝角和阻塞系數(shù)都相等）。即 式中，DM、Dsh 模型泵與實物泵的任一線性尺寸； i1 縮放比例。,菜單,運(yùn)動相似又稱流動相似，它是指模型泵和實物泵各對應(yīng)點的速度方向相同，大小成比例，比值相等，對應(yīng)角相等。即流體在各對應(yīng)點的速度三角形相似，即 式中， nM、nsh 模型泵與實物泵的轉(zhuǎn)速； i1 速度相似常數(shù)。,菜單,動力相似動力相似是指模型泵和實物泵相對應(yīng)的各種同名力的方向相同，大小成比

8、例，比值相等。流體在泵中流動主要受到以下四種力的作用：慣性力、粘性力、壓力、重力。即 式中，I流體的慣性力；F流體的粘性力；P流體的壓力；G流體的重力。,菜單,相似定律 流量相似定律已知泵的流量 兩臺泵工況相似時，其流量之比值為由式 ，由式，代入上式得上式為流量相似定律，它說明幾何相似的泵，在相似的工況下運(yùn)行時，其流量與幾何尺寸的三次方、轉(zhuǎn)速的一次方、容積效率的一次方成正比。,菜單,揚(yáng)程相似定律 已知泵的揚(yáng)程 兩臺泵工況相似時，其揚(yáng)程之比值為將式 的關(guān)系代入上式，得上式為揚(yáng)程相似定律，它說明幾何相似的泵，在相似工況下運(yùn)行時，其揚(yáng)程與幾何尺寸的平方、轉(zhuǎn)速的平方、水力效率的一次方成正比。,菜單,功

9、率相似定律 已知泵的功率 兩臺泵工況相似時，其功率之比值為 將流量相似定律和揚(yáng)程相似定律代入上式得 上式為功率相似定律，它說明幾何相似的泵，在相似的工況下運(yùn)行時，其功率與幾何尺寸的五次方、轉(zhuǎn)速的三次方、流體密度的一次方、機(jī)械效率的一次方成正比。,菜單,比轉(zhuǎn)速式中各量的單位與國際上使用的 的單位相同，但這是一種有量綱的比轉(zhuǎn)數(shù)，而且前面乘以3.65。式中，Q泵的流量，m3/s；H泵的揚(yáng)程，m；n泵的轉(zhuǎn)速，r/min；ns比轉(zhuǎn)數(shù)， 。,菜單,3.2相似理論在離心泵中的應(yīng)用,相似方法設(shè)計泵將實物泵設(shè)計成模型泵，便于進(jìn)行模型試驗，或按照選定的高效模型泵設(shè)計實物泵。設(shè)計步驟為： 按給定的參數(shù)（Q、H、n）

10、計算所設(shè)計泵的ns。 選擇性能良好的模型泵，此模型泵與所設(shè)計泵的ns應(yīng)相等或相近。 按設(shè)計泵和模型泵的參數(shù)Q、H、n計算所方比例i1。 按照Dsh=DM/i1計算設(shè)計泵的各尺寸。算得的i1是不同的，一般選用其中較大的值。 有了設(shè)計泵的各尺寸，即可繪制設(shè)計圖，并根據(jù)模型泵的性能曲線換算成設(shè)計泵的性能曲線。,菜單,換算不同轉(zhuǎn)速下泵的性能曲線,比例定律：,菜單,作相似狀態(tài)曲線和通用特性曲線,菜單,3.3改變?nèi)~輪外徑對泵性能的影響,切割定律,低比轉(zhuǎn)數(shù)泵,菜單,高比轉(zhuǎn)數(shù)泵,切割狀態(tài)曲線及切割高效工區(qū),菜單,4 輸送粘性液體式離心泵性能曲線的換算,被輸送液體的粘度對離心泵性能的影響離心泵輸送粘液時，由于液體粘度比水大，泵流道內(nèi)液體流動情況改變，各處的液體流速和壓力重新分配，使泵的流量和揚(yáng)程降低，并使泵的效率劇烈下降，軸功率也有所變化。,菜單,輸送粘性液體時離心泵的性能曲線,菜單,思考題,什么是離心泵的性能曲線？說明每條曲線所表示的意義和特點。 什么是泵的相