泵的適用范圍和特性一覽表.doc

泵的適用范圍和特性一覽表本文從泵的各項(xiàng)指標(biāo)包括流量、揚(yáng)程、效率、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、操作與維修、適用范圍幾個(gè)方面對葉片泵（包括離心泵、軸流泵、旋渦泵）、容積式泵（包括往復(fù)泵、轉(zhuǎn)子泵）的適用范圍和特性進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。具體的泵的適用范圍和特性見下表11。表11 泵的適用范圍和特性指標(biāo)葉 片 泵容積式泵離心泵軸流泵旋渦泵往復(fù)泵轉(zhuǎn)子泵流量均勻性均 勻不均勻比較均勻穩(wěn)定性不恒定，隨管路情況變化而變化恒 定范圍m/h1.630000150245000.41006001600揚(yáng)程特點(diǎn)對應(yīng)一定流量，只能達(dá)到一定的揚(yáng)程對應(yīng)一定流量可達(dá)到不同揚(yáng)程，由管路系統(tǒng)確定范圍102600m220m8150m0.2100MPa0.260MPa效率特點(diǎn)在設(shè)計(jì)點(diǎn)最高，偏離越遠(yuǎn)，效率越低揚(yáng)程高時(shí)，效率降低較小揚(yáng)程高時(shí)，效率降低較大范圍(最高點(diǎn))0.50.80.70.90.250.50.70.850.60.8結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，體積小，重量輕，安裝檢修方便結(jié)構(gòu)復(fù)雜，振動(dòng)大，體積大，造價(jià)高同離心泵操作與維修流量調(diào)節(jié)方法出口節(jié)流或改變轉(zhuǎn)速出口節(jié)流或改變?nèi)~片安裝角度不能用出口閥調(diào)節(jié)，只能用旁路調(diào)節(jié)同旋渦泵，另還可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和行程同旋渦泵自吸作用一般沒有沒有部分型號(hào)有有有啟動(dòng)出口閥關(guān)閉出口閥全開出口閥全開維修簡便麻煩簡便適用范圍粘度較低的各種介質(zhì)特別適用于大流量，低揚(yáng)程，粘度較低的各種介質(zhì)特別適用于小流量，較高壓力的低粘度清潔介質(zhì)適用于高壓力、小流量的清潔介質(zhì)（含懸浮液或要求完全無泄漏可用隔膜泵）適用于中低壓力、中小流量尤其適用于粘性高的介質(zhì)離心泵的常見故障及處理方法一覽表本文詳細(xì)分析了離心泵的常見故障類型，如離心泵軸承發(fā)熱、離心泵輸不出液體、離心泵流量、揚(yáng)程不足、離心泵密封泄漏嚴(yán)重、離心泵發(fā)生振動(dòng)或雜音、離心泵電機(jī)過載等現(xiàn)象，并詳細(xì)介紹了發(fā)生上述故障現(xiàn)象的原因，以及如何正確處理上述故障。具體的離心泵的常見故障類型及處理方法見下表11。表11 離心泵的常見故障類型及處理方法序號(hào)故障現(xiàn)象原 因處 理 方 法1軸承發(fā)熱1、潤滑油過多2、潤滑油過少3、潤滑油變質(zhì)4、機(jī)組不同心5、振動(dòng)1、減油2、加油3、排去并清洗油池再加新油4、檢查并調(diào)整泵和原動(dòng)機(jī)的對中5、檢查轉(zhuǎn)子的平衡度或在較小流量處運(yùn)轉(zhuǎn)2泵輸不出液體1、吸入管路或泵內(nèi)留有空氣2、進(jìn)口或出口側(cè)管道閥門關(guān)閉3、使用揚(yáng)程高于泵的最大揚(yáng)程4、泵吸入管漏氣5、錯(cuò)誤的葉輪旋轉(zhuǎn)方向6、吸上高度太高7、吸入管路過小或雜物堵塞8、轉(zhuǎn)速不符1、注滿液體、排除空氣2、開啟閥門3、更換揚(yáng)程高的泵4、杜絕進(jìn)口側(cè)的泄漏5、糾正電機(jī)轉(zhuǎn)向6、降低泵安裝高度，增加進(jìn)口處壓力7、加大吸入管徑，消除堵塞物8、使電機(jī)轉(zhuǎn)速符合要求3流量、揚(yáng)程不足1、葉輪損壞2、密封環(huán)磨損過多3、轉(zhuǎn)速不足4、進(jìn)口或出口閥未充分打開5、在吸入管路中漏入空氣6、管道中有堵塞7、介質(zhì)密度與泵要求不符8、裝置揚(yáng)程與泵揚(yáng)程不符1、更換新葉輪2、更換密封件3、按要求增加轉(zhuǎn)速4、充分開啟5、把泄漏處封死6、消除堵物7、重新核算或更換合適功率的電動(dòng)機(jī)8、設(shè)法降低泵的安裝高度4密封泄漏嚴(yán)重1、密封元件材料選用不當(dāng)2、摩擦副嚴(yán)重磨損3、動(dòng)靜環(huán)吻合不均4、摩擦副過大，靜環(huán)破裂5、O型圈損壞1、向供泵單位說明介質(zhì)情況，配以適當(dāng)?shù)拿芊饧?、更換磨損部件，并調(diào)整彈簧壓力3、重新調(diào)整密封組合件4、整泵拆卸換靜環(huán)，使之與軸垂直度誤差小于0.10，按要求裝密封組合件5、更換O型圈5泵發(fā)生振動(dòng)及雜音1、泵軸和電機(jī)軸的中心線不對中2、軸彎曲3、軸承磨損4、泵產(chǎn)生汽蝕5、轉(zhuǎn)動(dòng)部分與固定部分有磨損6、轉(zhuǎn)動(dòng)部分失去平衡7、管路和泵內(nèi)有雜物堵塞8、關(guān)小了進(jìn)口閥1、校正對中2、更換新軸3、更換軸承4、向廠方咨詢5、檢修泵或改善使用情況6、檢查原因，設(shè)法消除7、檢查排污8、打開進(jìn)口閥，調(diào)節(jié)出口閥6電機(jī)過載1、泵和原動(dòng)機(jī)不對中2、介質(zhì)相對密度變大3、轉(zhuǎn)動(dòng)部分發(fā)生摩擦4、裝置阻力變低，使運(yùn)行點(diǎn)偏向大流量處1、調(diào)整泵和原動(dòng)機(jī)的對中性2、改變操作工藝3、修復(fù)摩擦部位4、檢查吸入和排出管路壓力與原來的變化情況，并予調(diào)整離心泵常用材料一覽表由于泵的形式和工作條件不同，用的材料就多種多樣。 但歸納起來主要是考慮兩個(gè)方面： 一是考慮機(jī)械強(qiáng)度； 二是考慮抗蝕性能。 例如大直徑的葉輪就要求有較高的機(jī)械強(qiáng)度，高壓泵也有這樣的要求。對存在有汽蝕、沖刷、化學(xué)腐蝕、電腐蝕的泵，還要求材料具有抗蝕性能。此外，輸送高溫液體的泵，還應(yīng)考慮熱力和蠕變性能。離心泵常用材料表部件名稱常溫清水P60（kg/cm）給水泵t150p150(kg/cm)高溫泵t200p300(kg/cm)泵體（包括中段、進(jìn)水段、出水段）HT20-40HT25-47ZG25 ZG35ZGCr5MoZG1cr13導(dǎo)葉HT20-40HT25-47ZG25 ZG2cr13ZG1cr13ZG2cr13葉輪HT20-40HT25-47ZG2cr13HT25-47ZG1cr13ZG2cr13軸套HT20-40HT25-4725 45淬火2Cr13ZGCr5MoZG3cr13軸螺帽35 45A525ZGCr5MoZG3cr13密封環(huán)HT25-47HT25-472Cr133Cr13平衡盤HT25-4745調(diào)質(zhì)3Cr133Cr13調(diào)質(zhì)平衡環(huán)HT25-4745淬火3Cr133Cr13淬火調(diào)整套HT25-4740Cr2Cr133Cr13軸承架HT25-47HT25-47ZG25聯(lián)軸器HT25-473535CrMo拉緊螺栓35 45A540CrV35CrMo35CrMo軸354540CrV35CrMo3Cr13軸承胎HT20-40A325 在現(xiàn)有材料的基礎(chǔ)上，為了充分發(fā)揮材料的內(nèi)在潛力，可對材料進(jìn)行熱處理。例如為了提高軸套、平衡環(huán)等的耐磨性，可對它們進(jìn)行表面淬火處理，提高硬度。為了提高軸的承載能力和抗沖蝕性，可對泵軸進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理。如硬度過大，則軸失去韌性，變脆；如硬度過小，則軸的強(qiáng)度不夠。離心泵的分類 離心泵的分類很多，它是依據(jù)不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而劃分的。一、按工作葉輪數(shù)目來分類 1、單級(jí)泵：即在泵軸上只有一個(gè)葉輪。 2、多級(jí)泵：即在泵軸上有兩個(gè)或兩個(gè)以上的葉輪，這時(shí)泵的總揚(yáng)程為n個(gè)葉輪產(chǎn)生的揚(yáng)程之和。二、按工作壓力來分類 1、低壓泵：壓力低于100米水柱； 2、中壓泵：壓力在100650米水柱之間； 3、高壓泵：壓力高于650米水柱。三、按葉輪進(jìn)水方式來分類 1、單側(cè)進(jìn)水式泵：又叫單吸泵，即葉輪上只有一個(gè)進(jìn)水口； 2、雙側(cè)進(jìn)水式泵：又叫雙吸泵，即葉輪兩側(cè)都有一個(gè)進(jìn)水口。它的流量比單吸式泵大一倍，可以近似看作是二個(gè)單吸泵葉輪背靠背地放在了一起。四、按泵殼結(jié)合縫形式來分類 1、水平中開式泵：即在通過軸心線的水平面上開有結(jié)合縫。 2、垂直結(jié)合面泵：即結(jié)合面與軸心線相垂直。五、按泵軸位置來分類 1、臥式泵：泵軸位于水平位置。 2、立式泵：泵軸位于垂直位置。六、按葉輪出來的水引向壓出室的方式分類 1、蝸殼泵：水從葉輪出來后，直接進(jìn)入具有螺旋線形狀的泵殼。 2、導(dǎo)葉泵：水從葉輪出來后，進(jìn)入它外面設(shè)置的導(dǎo)葉，之后進(jìn)入下一級(jí)或流入出口管。 平時(shí)我們說某臺(tái)泵屬于多級(jí)泵，是指葉輪多少來講的。根據(jù)其它結(jié)構(gòu)特征，它又有可能是臥式泵、垂直結(jié)合面泵、導(dǎo)葉式泵、高壓泵、單面進(jìn)水式泵等。所以依據(jù)不同，叫法就不一樣。另外，根據(jù)用途也可進(jìn)行分類，如油泵、水泵、凝結(jié)水泵、排灰泵、循離心泵的機(jī)械損失有哪些離心泵的機(jī)械損失有軸承、軸封摩擦損失和葉輪圓盤摩擦損失。一、軸承、軸封摩擦損失 泵軸支承在軸承上，為了防止泵內(nèi)液體向外泄漏，設(shè)置了軸封。當(dāng)泵軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，就與軸承和軸封發(fā)生摩擦。在一般情況下摩擦損失都較小，為： N=（0.010.03）N 式中 N摩擦損失； N原動(dòng)機(jī)傳給水泵的軸功率。二、葉輪圓盤摩擦損失 離心泵葉輪在充滿液體的泵殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)，這時(shí)葉輪蓋板外表面與液體發(fā)生相互摩擦，引起摩擦損失。 圓盤摩擦損失在整個(gè)機(jī)械損失中占的比重較大，特別是一些中、低比轉(zhuǎn)數(shù)的水泵更是這樣。我們知道，低比轉(zhuǎn)數(shù)的水泵圓盤摩擦損失增加較快，如比轉(zhuǎn)數(shù)ns=30時(shí)，圓盤摩擦損失增大到有效功率的30%；而高比轉(zhuǎn)數(shù)水泵，則圓盤摩擦損失比重較小。 多級(jí)水泵中各種能量損失所占的百分比，比較典型的情況如下： 沖擊和旋渦損失 7% 葉輪和平衡盤的圓盤摩擦損失5% 間隙漏泄損失 2% 平衡機(jī)構(gòu)漏泄損失2%水力表面摩擦損失 4%離心泵的水力損失離心泵的水力損失有沖擊損失、旋渦損失和沿程摩擦損失。一、沖擊損失 每臺(tái)水泵都有自己的設(shè)計(jì)流量，當(dāng)水泵在設(shè)計(jì)流量工況下工作時(shí)，入口處的液流是順著葉片進(jìn)入葉輪的，因此不發(fā)生與葉片的撞擊，同樣出口液流亦不發(fā)生與泵殼的沖擊，這時(shí)效率很高。但當(dāng)流量偏離設(shè)計(jì)工況時(shí)，其液流方向就要與葉片方向發(fā)生偏離，產(chǎn)生沖擊。沖擊損失可用下式表示： hch=B(Q-Qk) 式中：B系數(shù)； Q實(shí)際流量； QK設(shè)計(jì)流量。二、旋渦損失 在水泵中，過流截面是很復(fù)雜的空間截面，液體在這里通過時(shí)，流速大小和方向都要不斷地發(fā)生變化，因而不可避免地會(huì)產(chǎn)生旋渦損失。另外，過流表面存在尖角、毛刺、死水區(qū)時(shí)也會(huì)增大旋渦損失。三、沿程摩擦損失 由于水泵過流表面的粗糙和液體具有粘性，所以液體在流動(dòng)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生摩擦阻力損失。損失大小用下式表示： hm=AQ 式中 A系數(shù)。 在各部位的水力損失中，葉輪內(nèi)的水力損失最大，占全部水力損失的一半左右；其次是導(dǎo)葉轉(zhuǎn)彎處的水力損失，占全部水力損失的1/4左右，而剩下的1/4水力損失，損失在葉輪到導(dǎo)葉、導(dǎo)葉擴(kuò)散部分、反導(dǎo)葉到葉輪入口等幾個(gè)部位。 為了減少水泵的水力損失，應(yīng)使液流各斷面變化平緩，速度大小合理。并選用合適的葉輪、導(dǎo)葉型線和出入口安置角。另外還應(yīng)提高過流部件的表面光潔度。離心泵的容積損失以及防止損失的方案 離心泵的容積損失有密封環(huán)漏泄損失、平衡機(jī)構(gòu)漏泄損失和級(jí)間漏泄損失。一、密封環(huán)漏泄損失 在葉輪入口處，設(shè)有密封環(huán)，在水泵工作時(shí)，由于密封環(huán)兩側(cè)存在著壓力差，一側(cè)近似為葉輪出口壓力，一側(cè)為葉輪入口壓力，所以始終會(huì)有一部分液體從葉輪出口向葉輪入口漏泄。這部分液體在葉輪里獲得了能量，但液體并未送出，這樣就減少了水泵的供水量。漏泄液體的能量全部用到克服密封環(huán)阻力上了。 顯然，密封環(huán)直徑Dw愈大，其兩側(cè)壓力相差愈懸殊，則泄漏量就愈大。對于定型的水泵，為了減少漏泄量提高水泵的效率，應(yīng)在許可的情況下把密封環(huán)間隙縮小。一般總間隙近似取密封環(huán)直徑的0.002，如Dw=200毫米，則總間隙為0.40毫米。裝配時(shí)，密封環(huán)不可偏心太大，否則，漏泄量也會(huì)增加。另外，可用增加密封環(huán)阻力的方法減少漏泄量，增加阻力的主要措施是將密封環(huán)制成迷宮、鋸齒形等，這同時(shí)也增加了密封環(huán)的密封長度，增大了沿程阻力。 密封環(huán)的漏泄，在某些情況下會(huì)引起葉輪入口的擾動(dòng)，因此就要合理地設(shè)計(jì)密封環(huán)形式。二、平衡機(jī)構(gòu)漏泄損失 在不少的離心泵中，都設(shè)有平衡軸向推力的機(jī)構(gòu)：如平衡孔、平衡管、平衡盤等。由于在平衡機(jī)構(gòu)兩側(cè)存在著壓力差，因而也有一部分液體從高壓區(qū)域向低壓區(qū)域漏泄。平衡孔的漏泄會(huì)使水泵的效率降低5%左右。在平衡盤機(jī)構(gòu)中，漏泄量占工作流量的3%，但高壓泵有些比此值大；為了減少漏泄損失，可在不影響平衡力的情況下減小平衡盤的直徑D。三、級(jí)間漏泄損失 在渦殼式多級(jí)泵中，級(jí)間隔板兩側(cè)壓力不等，因而也存在漏泄損失，根據(jù)機(jī)構(gòu)布置情況的不同，級(jí)間隔板兩側(cè)的壓差可能為一級(jí)、二級(jí)或三級(jí)，級(jí)數(shù)相差愈多，則隔板級(jí)間漏泄就愈嚴(yán)重，因此此處廣泛采用臺(tái)階式級(jí)間密封。 此外，在分段式多級(jí)泵中，也存在著級(jí)間漏泄。不過這與前面所說的級(jí)間漏泄不同，因這部分漏泄液體不經(jīng)過葉輪，故不屬于容積損失。在這里，級(jí)間隔板前后的壓差，是由導(dǎo)葉擴(kuò)散部分的增壓作用和葉輪側(cè)隙的抽吸作用（相當(dāng)于離心葉輪）而引起的。在壓差的作用下，漏泄液體沿著級(jí)間隔板縫隙進(jìn)入前級(jí)葉輪側(cè)隙，并經(jīng)導(dǎo)葉，反導(dǎo)葉（吸入導(dǎo)葉）又流回級(jí)間縫隙，重復(fù)上述過程。雖然分段式多級(jí)泵的級(jí)間漏泄不屬于容積損失，但它如此往返流動(dòng)，是要消耗水泵的功率的。另外，該部分液體通過導(dǎo)葉時(shí)，會(huì)引起導(dǎo)葉喉部有效截面減?。绰┬挂后w占去了一部分截面），所以會(huì)使此處的流速增加，引起額外的水力損失。據(jù)離心泵設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一書介紹：某臺(tái)多級(jí)泵，在流量為20升/秒時(shí)，級(jí)間間隙自0.75毫米減少到0.25毫米，級(jí)間漏泄量q減少了.7升/秒，由于q的減少，使通過導(dǎo)葉的流量減少了，降低了導(dǎo)葉喉部的流速，減少了導(dǎo)葉中的水力損失，同時(shí)由于q減少，使葉輪與導(dǎo)葉側(cè)隙中的液體相對速度減小了，從而也減少了葉輪圓盤摩擦損失，所以泵的效率提高了5%左右。離心泵葉片采用后曲式的優(yōu)點(diǎn)總的來講，后曲式葉片與其它型式葉片（徑向葉片、前曲式葉片）相比，有以下優(yōu)點(diǎn)： 一、從壓頭性質(zhì)來看，后曲式葉片的動(dòng)壓頭在總水頭中所占的比例較小（總水頭等于動(dòng)壓頭與靜壓頭之和），因而動(dòng)壓頭在擴(kuò)散部分變?yōu)殪o壓頭時(shí)伴隨的能量損失也小。 二、從水泵消耗的功率來看，后曲式葉片的離心泵在流量與揚(yáng)程變化時(shí)，功率變化較小，這樣就給電動(dòng)機(jī)提供了良好的工作條件。 三、從葉輪內(nèi)部損失來看，徑向葉片和前曲式葉片槽道較短，擴(kuò)散角和彎曲度都較大，因而增加了水力損失。而后曲式葉片則相反，次項(xiàng)損失較小。正因?yàn)槿绱?，所以離心泵葉片都采用后曲式。水在離心泵的葉輪中是如何運(yùn)動(dòng)的？水在葉輪中進(jìn)行著復(fù)合運(yùn)動(dòng)，即一方面它要順著葉片工作面向外流動(dòng)，另一方面還要跟著葉輪高速旋轉(zhuǎn)。前一個(gè)運(yùn)動(dòng)稱為相對運(yùn)動(dòng)，其速度稱為相對速度，用w表示。后一個(gè)運(yùn)動(dòng)稱為圓周運(yùn)動(dòng)，其速度稱為圓周速度，用u表示。二種運(yùn)動(dòng)的合成，即是