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離心泵的工作原理及主要部件性能參數(shù)往復(fù)泵旋轉(zhuǎn)泵漩渦泵離心泵泵 image001.gif (164 Bytes)2007-9-16 16:48離心泵生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛，著重介紹。 2.1.1離心泵（Centrifugal Pumps）一離心泵的工作原理及主要部件1工作原理如左圖所示，離心泵體內(nèi)的葉輪固定在泵軸上，葉輪上有若干彎曲的葉片，泵軸在外力帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，葉輪同時(shí)旋轉(zhuǎn)，泵殼中央的吸入口與吸入管相連接，側(cè)旁的排出口和排出管路9相連接。啟動(dòng)前，須灌液，即向殼體內(nèi)灌滿被輸送的液體。啟動(dòng)電機(jī)后，泵軸帶動(dòng)葉輪一起旋轉(zhuǎn)，充滿葉片之間的液體也隨著旋轉(zhuǎn)，在慣性離心力的作用下液體從葉輪中心被拋向外緣的過程中便獲得了能量，使葉輪外緣的液體靜壓強(qiáng)提高，同時(shí)也增大了流速，一般可達(dá)1525m/s。液體離開葉輪進(jìn)入泵殼后，由于泵殼中流道逐漸加寬，液體的流速逐漸降低，又將一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，使泵出口處液體的壓強(qiáng)進(jìn)一步提高。液體以較高的壓強(qiáng)，從泵的排出口進(jìn)入排出管路，輸送至所需的場(chǎng)所。當(dāng)泵內(nèi)液體從葉輪中心被拋向外緣時(shí)，在中心處形成了低壓區(qū)，由于貯槽內(nèi)液面上方的壓強(qiáng)大于泵吸入口處的壓強(qiáng)，在此壓差的作用下，液體便經(jīng)吸入管路連續(xù)地被吸入泵內(nèi)，以補(bǔ)充被排出的液體，只要葉輪不停的轉(zhuǎn)動(dòng)，液體便不斷的被吸入和排出。由此可見，離心泵之所以能輸送液體，主要是依靠高速旋轉(zhuǎn)的葉輪，液體在離心力的作用下獲得了能量以提高壓強(qiáng)。氣縛現(xiàn)象：不灌液，則泵體內(nèi)存有空氣，由于 空氣所需Q閥門關(guān)小，管路阻力增大，管路特性曲線上移，工作點(diǎn)由MM點(diǎn)，流量減小。 改變泵的轉(zhuǎn)速或葉輪直徑實(shí)際改變泵的HQ曲線nn，MM點(diǎn)，Qn，MM點(diǎn)，QDD，MM點(diǎn)，Q比較，兩種流量調(diào)節(jié)措施可知：）用閥門調(diào)節(jié)流量快速方便，且流量可以連續(xù)變化，化工生產(chǎn)中應(yīng)用最廣。其缺點(diǎn)是閥門關(guān)小時(shí)，流動(dòng)阻力增加，要額外多消耗一部分功率，且使泵在低效率點(diǎn)工作，經(jīng)濟(jì)上不合理。）方法不額外增加流動(dòng)阻力，變化前后泵效率幾乎不變，能量利用經(jīng)濟(jì)。但調(diào)節(jié)不方便，且變速裝置或變速電動(dòng)機(jī)價(jià)格貴，一般只有在調(diào)節(jié)幅度大，時(shí)間又長的季節(jié)性調(diào)節(jié)中才使用。八離心泵的組合操作實(shí)際工作中，有時(shí)遇到這種情況，即倉庫現(xiàn)有的離心泵不滿足輸送任務(wù)的要求，比如：要求的揚(yáng)程與流量分別為H=110m，Q=80m3/h。而庫存的泵性能為： 1H=100m，Q=50 m3/h，若干臺(tái)。 2H=60m，Q=80 m3/h，若干臺(tái)。 顯然，單臺(tái)泵工作時(shí)無法達(dá)到要求的流量和揚(yáng)程。為彌補(bǔ)單泵工作時(shí)這種不足，引出了泵的組合操作，即泵的串，并聯(lián)。現(xiàn)以兩臺(tái)特性相同的泵為例來介紹：1泵的并聯(lián)1）兩泵并聯(lián)的合成特性曲線設(shè)有兩臺(tái)型號(hào)相同的離心泵并聯(lián)工作，并且各自的吸入管路相同，則兩泵的流量和揚(yáng)程必相同。因此，在同樣的揚(yáng)程下，并聯(lián)泵的流量為單泵的兩倍。在HQ坐標(biāo)上將單泵特性曲線的橫坐標(biāo)加倍而縱坐標(biāo)不變，得到的這條曲線叫做兩泵并聯(lián)的合成特性曲線。2）兩泵并聯(lián)系統(tǒng)的工作點(diǎn)對(duì)于兩泵并聯(lián)系統(tǒng)而言，管路特性曲線保持不變。兩泵并聯(lián)的合成特性曲線與管路特性曲線的交點(diǎn)M即為工作點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值Q，H即為兩泵并聯(lián)工作時(shí)的Q并，H并。由圖可知：Q并Q單，但Q并2Q單，這是因?yàn)镼并增大導(dǎo)致管路阻力損失增加（H=KCQ2，QH）的緣故。Q并=2Q單，兩泵并聯(lián)時(shí)單泵在b點(diǎn)狀態(tài)下工作。3）并聯(lián)泵的總效率與每臺(tái)泵在b點(diǎn)工作所對(duì)應(yīng)的單泵效率相同。2泵的串聯(lián)1）兩泵串聯(lián)的合成特性曲線設(shè)有兩臺(tái)型號(hào)相同的離心泵串聯(lián)工作，每臺(tái)泵的流量和揚(yáng)程也必然相同。因此在同樣的流量下，串聯(lián)泵的壓頭為單臺(tái)泵的兩倍。在HQ標(biāo)繪出兩泵串聯(lián)的合成特性曲線，將單泵的特性曲線縱坐標(biāo)加倍，而橫坐標(biāo)不變。 2）兩泵串聯(lián)系統(tǒng)的工作點(diǎn)同理，管路特性曲線也是不變的。兩線交點(diǎn)為工作點(diǎn)，兩坐標(biāo)值為H串和H單。由此可見，H串H單，Q串Q單 ，但H串2H單。 3）串聯(lián)泵的總效率與每臺(tái)泵在b點(diǎn)工作所對(duì)應(yīng)的單泵效率相同3組合方式的選擇1）如果管路中（單泵提供的最大揚(yáng)程）則，必須采用串聯(lián)操作，增加壓頭。2）實(shí)際情況多數(shù)屬于單泵可以輸液，只是流量達(dá)不到指定要求。因此，若以增大流量為目的，則泵的串，并聯(lián)的選擇取決于管路特性曲線。由圖可知：）對(duì)管路特性曲線而言，Q1并=Q1串，并、串聯(lián)相同。）對(duì)管路特性曲線而言，Q2并Q2串，采用并聯(lián)。（低阻管路）對(duì)管路特性曲線而言，Q3并Q3串，采用串聯(lián)。（高阻管路）例2-7上面介紹的是兩臺(tái)型號(hào)相同的離心泵的串、并聯(lián)操作?，F(xiàn)在提出兩個(gè)問題：三臺(tái)或三臺(tái)以上離心泵的串或并聯(lián)操作時(shí)的流量、揚(yáng)程如何確定？如果兩臺(tái)型號(hào)不同的離心泵能否串或并聯(lián)操作？和兩臺(tái)型號(hào)相同的串、并聯(lián)操作問題是否有區(qū)別？解答接下來提出三個(gè)問題供同學(xué)課后討論。在流量Q=0QA段，并聯(lián)系的合成曲線怎樣作？泵有無液體流出？在流量Q=0QA段，如泵無液體流出，那么，泵輸出的液體是否會(huì)反作用于泵的泵體，沖擊葉輪使泵反轉(zhuǎn)？如果上述使泵反轉(zhuǎn)有可能，不同型號(hào)泵并聯(lián)使用時(shí)，安裝與操作上應(yīng)采取什么措施？九離心泵的類型和選擇1離心泵的類型各種類型的離心泵按照其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)各自成為一個(gè)系列，并以一個(gè)或幾個(gè)字母作為系列代號(hào)。各類型系列泵可從泵標(biāo)本或機(jī)械產(chǎn)品目錄手冊(cè)查到?，F(xiàn)對(duì)常用的離心泵的類型作簡單介紹。1）水泵（IS型，D型，S型）IS型單級(jí)單吸離心泵，結(jié)構(gòu)如圖所示。該系列泵是我國第一個(gè)按國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）設(shè)計(jì)，研制的新產(chǎn)品。全系列共有29個(gè)品種?；どa(chǎn)中廣泛應(yīng)用。泵輸液溫度80，吸入壓力0.3Mpa，口徑為40200mm。性能范圍： Q6.3400m3/h H5125m IS型系列可從泵樣本或機(jī)械產(chǎn)品目錄手冊(cè)中查到。D型多級(jí)離心泵，在同一根軸上串聯(lián)多個(gè)葉輪。性能范圍： Q6.3580m3/h H501800m S型雙吸泵，在同一泵殼內(nèi)有背靠背的兩個(gè)葉輪，從兩側(cè)同時(shí)吸液。由同一管道流出。雙吸泵可自動(dòng)消除軸向推力。見圖。性能范圍： Q5014000m3/h H8.7250m 2）耐腐蝕泵（F型）輸送酸、堿及濃氨水等腐蝕性液體時(shí)，需用耐腐蝕泵。長期以來F型泵是典型的耐腐蝕泵，現(xiàn)在又新開發(fā)了IH型泵。IH泵是節(jié)能產(chǎn)品，比F型泵平均效率提高5%。IH泵的揚(yáng)程為5125m，流量為6.3400m3/h。我國耐腐蝕泵所用材料、代號(hào)及使用液體種類簡述于下：灰口鑄鐵“H”，用于濃硫酸。高硅鑄鐵“G”，用于硫酸。鉻鎳合金鋼“B”，用于常溫、低濃度硝酸、氧化性酸、堿液等。鉻鎳鉬鈦合金鋼“M”，用于常溫、高濃度硝酸。聚三氟氯乙烯塑料“S”，用于90以下的硫酸、硝酸、鹽酸及堿液。3）油泵（Y型）用以輸送不含固體顆粒、無腐蝕性的油類及石油產(chǎn)品。該類型泵要求密封好，可防止易燃液體外漏。典型的油泵為Y型泵，揚(yáng)程為51740m，流量為5.51270m3/h，輸送介質(zhì)溫度為-20400。4）雜質(zhì)泵（P型）用于輸送懸浮液，一般采用敞式或半蔽式葉輪。雜質(zhì)泵中M型煤水泵用于混濁煤水的輸送，PW型污水泵用于80以下帶纖維的懸浮液輸送，WGF型污水泵是用于輸送含有酸、堿的腐蝕型污水或化學(xué)漿液。IFV型臥式無堵塞泵是1986年從日本引進(jìn)的，可輸送污水、泥水等，液體中所含最大顆粒不得大于出口口徑，輸送介質(zhì)溫度為080。IFZ型螺旋渦流無堵塞泵亦是1986年從日本引進(jìn)的用于輸送污水、污物、紙漿及含纖維液體，最大顆粒粒徑為28150mm。2離心泵的選型1）確定輸液系統(tǒng)的流量與揚(yáng)程。Q一般為輸送任務(wù)，如Q變化，則取Qmax考慮。根據(jù)輸液管路的安排，用Bs eg確定He。2）選擇泵的類型與型號(hào)。類型確定：依據(jù)被輸液體的性質(zhì)及操作條件而定。型號(hào)確定：依據(jù)Q，He從泵樣本中的性能特性曲線或性能表來確定合適的型號(hào)。3）核算泵的軸功率例2-82.1.2 其它類型泵一往復(fù)泵1工作原理（與離心泵的不同）如圖所示，往復(fù)泵不需灌液，具有自吸能力。2流量Q：Q=Q（活塞面積，沖程活塞左右移動(dòng)距離，往復(fù)頻率）單動(dòng)泵：理論流量QT=Asn/60m3/s（n l/min）實(shí)際流量會(huì)小于QT（吸入閥和排出閥啟閉不及時(shí)，液體漏損等）3He與Q無關(guān)（這又與離心泵不同），He受管路的承壓能力限制。4流量調(diào)節(jié)采用旁路調(diào)節(jié)，不能用出口閥來調(diào)節(jié)。（這也與離心泵不同）5汲上真空高度也隨大氣壓（pa），密度（）和液溫變化而變化，所以往復(fù)泵的汲上真空高度也有一定限制。例2-9正位移性泵的排液能力只與泵的幾何尺寸，而與管路情況無關(guān)，又壓頭與流量無關(guān)，受管路的承壓能力所限制，這種特性稱為正位移性。這種泵稱為正位移泵。往復(fù)泵是正位移泵之一。二漩渦泵旋渦泵是一種特殊的離心泵。這種泵的葉輪有一金屬圓盤與四周銑出凹槽而成。余下未銑去的部分形成輻射狀的漿葉。泵殼內(nèi)壁亦是圓形。在葉輪與泵殼內(nèi)壁之間有一引水道。其汲入口與壓出口靠近，二者間以“擋壁”相隔。壓出管并非沿泵殼切向引出。擋壁與葉輪間的縫隙很小以期阻止壓出口壓強(qiáng)高的液體漏回汲入口壓強(qiáng)低的部位。在操作時(shí)，葉輪高速旋轉(zhuǎn)，葉輪各葉片間的液體在高速旋轉(zhuǎn)中受到離心慣性力，于是，葉片外緣的液體修正壓強(qiáng)高于葉片內(nèi)緣液體的修正壓強(qiáng)。這時(shí)，存在著三種流動(dòng)，即短促的葉片促使葉片間液體產(chǎn)生強(qiáng)烈的與葉輪轉(zhuǎn)向相反的回旋流動(dòng)， 轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪帶動(dòng)引水道液體順葉輪轉(zhuǎn)向的流動(dòng)以及引水道的液體與葉片間液體的交流。后一種流動(dòng)藉液體旋渦把葉輪內(nèi)壓強(qiáng)高的液體送入引水道同時(shí)把引水道液體卷進(jìn)葉片內(nèi)緣。每經(jīng)過一次這樣的交換，引水道的