流體機(jī)械離心泵

1、LOGO泵泵過程流體機(jī)械過程流體機(jī)械4 4 泵泵4.1 泵的分類及用途泵的分類及用途4.2 離心泵的典型結(jié)構(gòu)及工作原理離心泵的典型結(jié)構(gòu)及工作原理4.3 離心泵的工作特性離心泵的工作特性4.4 其他泵的概述其他泵的概述4.5 泵的選用泵的選用定義定義：泵是把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的能量，用來增壓輸送液體的機(jī)械泵是把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的能量，用來增壓輸送液體的機(jī)械輸送介質(zhì)輸送介質(zhì)：水、油、酸、堿、漿料、有機(jī)溶液、石油產(chǎn)品、液態(tài)金屬等水、油、酸、堿、漿料、有機(jī)溶液、石油產(chǎn)品、液態(tài)金屬等用途用途：水利工程、農(nóng)田灌溉、化工、石油、采礦、造船、城市給排水利工程、農(nóng)田灌溉、化工、石油、采礦、造船、城市給排水和環(huán)境工

2、程、原子能發(fā)電、艦艇的噴水推進(jìn)、火箭的燃料供給水和環(huán)境工程、原子能發(fā)電、艦艇的噴水推進(jìn)、火箭的燃料供給等方面等方面。4.1 泵的分類及用途4.1.1、泵的定義和用途用途用途4.1.2、泵的分類按泵的工作原理和結(jié)構(gòu)形式可分為：按泵的工作原理和結(jié)構(gòu)形式可分為：離心泵的基本構(gòu)成吸入室兼泵蓋葉輪蝸殼（泵體）填料密封或機(jī)械密封主軸軸承座泵座（機(jī)座）泵殼起收集液體和降速擴(kuò)壓的雙重作用4.2 離心泵的典型結(jié)構(gòu)與工作原理1. 主要部件：主要部件：2. 過流部件：過流部件： 吸入室：吸入室： 葉葉 輪：輪：葉輪、吸入室、蝸殼（壓出室）或?qū)~、誘導(dǎo)輪、葉輪、吸入室、蝸殼（壓出室）或?qū)~、誘導(dǎo)輪、 軸封、口環(huán)、軸承

3、箱（支架）、平衡盤。軸封、口環(huán)、軸承箱（支架）、平衡盤。在葉輪進(jìn)口前，作用是把液體從吸入管引到葉輪在葉輪進(jìn)口前，作用是把液體從吸入管引到葉輪要求：流動損失小、流入葉輪的流體速度分布均勻要求：流動損失小、流入葉輪的流體速度分布均勻離心泵的關(guān)鍵部件；液體在葉輪中得到能量，離心泵的關(guān)鍵部件；液體在葉輪中得到能量，提高速度和壓力，即能頭。提高速度和壓力，即能頭。要求：在最小流動損失的情況下使單位質(zhì)量液體要求：在最小流動損失的情況下使單位質(zhì)量液體獲得較高能頭。獲得較高能頭。 蝸蝸 殼：殼：位于葉輪出口之后，收集葉輪中流出的液體；并按位于葉輪出口之后，收集葉輪中流出的液體；并按一定要求送入下一級進(jìn)口或排出

4、口管；轉(zhuǎn)換能量把一定要求送入下一級進(jìn)口或排出口管；轉(zhuǎn)換能量把葉輪中流出的高速液體的動能轉(zhuǎn)化為壓力能。葉輪中流出的高速液體的動能轉(zhuǎn)化為壓力能。要求：流動損失越小越好。要求：流動損失越小越好。 .1離心泵的基本構(gòu)成離心泵的基本構(gòu)成葉輪：作功部件結(jié)構(gòu)型式：結(jié)構(gòu)型式：閉式閉式：輸送不含雜質(zhì)的液體，效率高；造價高輸送不含雜質(zhì)的液體，效率高；造價高半開式半開式：輸送易于沉淀或含有固體顆粒的液體輸送易于沉淀或含有固體顆粒的液體開式開式：輸送沙漿、污水、含纖維液體；效率低，葉片數(shù)可少到輸送沙漿、污水、含纖維液體；效率低，葉片數(shù)可少到2-4片片閉式半開式開式蝸殼與導(dǎo)葉：離心泵轉(zhuǎn)能裝置蝸殼（螺旋形

5、泵體）是單級泵轉(zhuǎn)能裝置，其形狀應(yīng)使蝸殼（螺旋形泵體）是單級泵轉(zhuǎn)能裝置，其形狀應(yīng)使流體流過的損失小，并且斷面逐漸擴(kuò)大流體流過的損失小，并且斷面逐漸擴(kuò)大3.密封裝置 為了保證泵的正常工作，應(yīng)當(dāng)防止液體外漏、內(nèi)漏或外界空氣吸入泵內(nèi)，因此必須在輪與泵殼間、軸與殼體間都裝有密封裝置。 機(jī)械密封簡圖1-靜環(huán)；2-動環(huán)；3-彈簧；4-傳動彈簧座；5-固定螺釘；6、8-密封圈；7-防轉(zhuǎn)銷；9-壓蓋 軟填料密封裝置1-套筒；2-填料；3-封漏環(huán)；4-壓蓋；5-填料盒1. 1. 按液體吸入葉輪方式按液體吸入葉輪方式 單吸式泵單吸式泵 雙吸式泵雙吸式泵 2. 2. 按葉輪級數(shù)按葉輪級數(shù) 單級泵：只有一個葉輪單級泵：

6、只有一個葉輪 多級泵：一軸上串有兩個以上的葉輪多級泵：一軸上串有兩個以上的葉輪 3. 3. 按殼體剖分方式按殼體剖分方式 中開式泵：通過軸水平線水平分開多為蝸殼中開式泵：通過軸水平線水平分開多為蝸殼 。 分段式泵：垂直于軸平面分開，導(dǎo)葉式。分段式泵：垂直于軸平面分開，導(dǎo)葉式。 4.2.2 離心泵的分類4. 4. 按泵體形式按泵體形式 蝸殼式蝸殼式 雙蝸殼式：平衡徑向力，雙蝸殼或雙層蝸室雙蝸殼式：平衡徑向力，雙蝸殼或雙層蝸室 筒式泵：雙層泵殼，外層承壓，內(nèi)筒起蝸室的筒式泵：雙層泵殼，外層承壓，內(nèi)筒起蝸室的 作用。作用。5. 5. 按輸送介質(zhì)按輸送介質(zhì) 清水、油泵、耐腐蝕泵、液態(tài)烴泵、醫(yī)藥泵清水、

7、油泵、耐腐蝕泵、液態(tài)烴泵、醫(yī)藥泵 冷凝水泵、油漿泵、泥漿泵、污水泵、飲料泵。冷凝水泵、油漿泵、泥漿泵、污水泵、飲料泵。4.2.3 離心泵的命名方式優(yōu)點：優(yōu)點： 排量大、平穩(wěn)均勻。排量大、平穩(wěn)均勻。 結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，尺寸小，重量輕。結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，尺寸小，重量輕。 易損件少，檢修、管理和使用方便。易損件少，檢修、管理和使用方便。 可與高速電機(jī)直接驅(qū)動，速度越高，壓頭可與高速電機(jī)直接驅(qū)動，速度越高，壓頭越高。越高。 容易實現(xiàn)多級，滿足高壓頭。容易實現(xiàn)多級，滿足高壓頭。 如：高壓水泵：如：高壓水泵：11級，級，H=2300 m 4.2.4 離心泵的特點缺點：缺點： 不適應(yīng)小流量工況。不適應(yīng)小流量工況

8、。 同功率下沒有往復(fù)式泵的壓力高。同功率下沒有往復(fù)式泵的壓力高。 輸送高粘度、含砂、雜質(zhì)液體的問題多。輸送高粘度、含砂、雜質(zhì)液體的問題多。 泵吸入管與泵腔內(nèi)需要灌滿液體后啟動。泵吸入管與泵腔內(nèi)需要灌滿液體后啟動。 4.2.5 離心泵的工作原理 離心泵裝置簡圖1 1 泵泵2 2 吸液罐吸液罐3 3 底閥底閥4 4 吸入管路吸入管路5 5 吸入管調(diào)節(jié)閥吸入管調(diào)節(jié)閥6 6 真空表真空表7 7 壓力表壓力表8 8 排出管調(diào)節(jié)閥排出管調(diào)節(jié)閥9 9 單向閥單向閥10- 10- 排出管路排出管路11- 11- 流量計流量計12- 12- 排液罐排液罐菜單菜單底閥的作用底閥的作用? ? 需要強(qiáng)調(diào)指出的是需要強(qiáng)

9、調(diào)指出的是: : 若在離心泵啟動前若在離心泵啟動前沒有沒有向泵殼內(nèi)向泵殼內(nèi)灌滿灌滿被輸送的被輸送的液體液體，由，由于于空氣密度低空氣密度低，葉輪旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生的，葉輪旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生的離心力小離心力小，葉輪中心區(qū)，葉輪中心區(qū)不足以形成吸入貯槽內(nèi)液體的低壓，因而雖啟動離心泵也不足以形成吸入貯槽內(nèi)液體的低壓，因而雖啟動離心泵也不能輸送液體。這表明不能輸送液體。這表明離心泵無自吸能力離心泵無自吸能力，此現(xiàn)象稱為此現(xiàn)象稱為氣氣縛縛。（。（容積泵每次運行前是否需要灌泵容積泵每次運行前是否需要灌泵？）？） 吸入管路安裝吸入管路安裝單向底閥單向底閥是為了是為了防止啟動前防止啟動前灌入泵殼內(nèi)的灌入泵殼內(nèi)的液體從泵殼內(nèi)流

10、出液體從泵殼內(nèi)流出?？諝饪諝鈴奈牍艿肋M(jìn)到泵殼中都會從吸入管道進(jìn)到泵殼中都會造成造成氣縛氣縛。 1. 啟動前：啟動前：灌泵灌泵。2. 啟動后：啟動后：氣氣縛縛現(xiàn)現(xiàn)象象泵啟動前為什么要灌滿液體？泵啟動前為什么要灌滿液體？思考：思考：液體未灌滿液體未灌滿氣氣900 , B0：3. 2A0：TATQbDctguuH2222222ABTAH2 TBH分析：分析：（2 2）葉片的幾何形狀對能頭影響分析）葉片的幾何形狀對能頭影響分析TTHABQ 分析結(jié)果：分析結(jié)果：在三種葉片中，前彎型葉片產(chǎn)生的在三種葉片中，前彎型葉片產(chǎn)生的能頭最高能頭最高。 ？ 但在實際工業(yè)應(yīng)用中，離心泵絕大多數(shù)但在實際工業(yè)應(yīng)用中，離心

11、泵絕大多數(shù)都不采用前彎而是采用后彎型葉片。都不采用前彎而是采用后彎型葉片。前述：前述：其中：其中：入口無預(yù)旋入口無預(yù)旋軸面速度軸面速度 變化不大變化不大速度分解定理（速度分解定理（直角分解）直角分解）相對而言相對而言TpotdynHHH2222211222potuuwwH222222212121222uurrdynccccccH222udyncH1u0c21 rrccTdynRHH1QT、D、n不變不變分析分析：可知可知2Auucuc222221222221uctgcuAr2222121uctgcArR 液體所獲靜壓能頭中比例液體所獲靜壓能頭中比例 不希望！不希望！ 2AR 液體所獲靜壓能頭中

12、比例液體所獲靜壓能頭中比例 但但HT ！ 1potdynTTHHHH 222udyncH22 rcu、 不變。2A范圍分析：范圍分析：時222ucu泵只有動能增加，泵只有動能增加，無壓力能頭提高無壓力能頭提高0R2221122rARcctgu22max2Aructgc 2222121uctgcArR2A范圍分析：范圍分析：rcc22時時泵無能量傳遞泵無能量傳遞泵只有動能增加，無壓力能頭提高泵只有動能增加，無壓力能頭提高圖圖1-142u2時時20uc1R 0TH但222ucu0R81 由上述分析可知：由上述分析可知： 21 2190R2，TdynAHH21 902RA，21 902RA，結(jié)論：后

13、彎型葉片動揚程小、流動損失小、泵效高。結(jié)論：后彎型葉片動揚程小、流動損失小、泵效高。后彎型葉片后彎型葉片徑向型葉片徑向型葉片前彎型葉片前彎型葉片2222121uctgcArR2221122rARcctgupotTdynHHH 有限葉片數(shù)對理論揚程的影響1 1 液體在有限葉片數(shù)葉輪中的流動液體在有限葉片數(shù)葉輪中的流動2 2 有限葉片數(shù)對泵理論揚程的影響有限葉片數(shù)對泵理論揚程的影響1 液體在有限葉片數(shù)葉輪中的流動軸向旋渦實驗軸向旋渦實驗圖圖 流道內(nèi)的軸向旋渦運動流道內(nèi)的軸向旋渦運動疊加結(jié)果疊加結(jié)果同一半徑同一半徑r r圓周液流相圓周液流相對速度對速度，葉片工作面?zhèn)热~片工作面?zhèn)葁 w小

14、；小；葉片非工作面?zhèn)热~片非工作面?zhèn)葁 w大。大。2w結(jié)果結(jié)果葉輪出口處葉輪出口處葉輪入口處葉輪入口處uwww111結(jié)果結(jié)果 有限葉片數(shù)對出口速度三角形的影響有限葉片數(shù)對出口速度三角形的影響uww22c2c2u2w2w2w2c2u2ucc2u2222 A，2u2 cuc111u1 cAuc，2 有限葉片數(shù)對理論揚程的影響無限葉片數(shù)葉輪無限葉片數(shù)葉輪有限葉片數(shù)葉輪有限葉片數(shù)葉輪c2c2u2w2w2w2c2u2ucc2u2222TuHu c22TuHu c22uucc2222221uuTTuuu ccHHu ccTTHH滑移滑移系數(shù)系數(shù)葉片數(shù)少時取大值！葉片數(shù)少時取大值！揚程揚程校正校正系數(shù)系數(shù)普弗列爾捷來爾公式普弗列爾捷來爾公式 重要！重要！ucu222222uTTuu cHHu c21212111zrr2(0.55 0.68)0.6