化工機(jī)器之離心泵概述

1、第一節(jié) 泵的概述第二節(jié) 離心泵的裝置及分類第三節(jié) 離心泵的基本原理第八節(jié) 離心泵的主要零部件第四節(jié) 離心泵的性能曲線及其確定第五節(jié) 離心泵的汽蝕第六節(jié) 離心泵的運(yùn)轉(zhuǎn)第七節(jié) 離心泵的選擇第九節(jié) 離心泵的操作及故障排除第一章 離心泵離心泵的認(rèn)知、原理、結(jié)構(gòu)分析離心泵的操作運(yùn)行安裝、維修本章學(xué)習(xí)指導(dǎo) 1 本章學(xué)習(xí)的目的 通過(guò)學(xué)習(xí)掌握工業(yè)上最常用的液體輸送機(jī)械離心泵的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及操作特性，以便根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，合理地選擇和正確地使用輸送機(jī)械，以實(shí)現(xiàn)高效、可靠、安全的運(yùn)行。 2 本章應(yīng)掌握的內(nèi)容 本章應(yīng)重點(diǎn)掌握離心泵的工作原理、操作特性及其選型。 3 本章學(xué)習(xí)中應(yīng)注意的問(wèn)題 在學(xué)習(xí)過(guò)程中，加深

2、對(duì)流體力學(xué)原理的理解，并從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)、高效、安全地實(shí)現(xiàn)流液體輸送。第一節(jié) 泵的概述一、在石油化工工業(yè)中的地位： 概念：輸送液體的機(jī)械叫做泵，泵的作用是為液體提供外加能量，提高液體的壓強(qiáng)，以便將液體由低處送往高處或送往遠(yuǎn)處。 地位：占有極為重要的地位，是保證石油化工連續(xù)、安全生產(chǎn)的重要機(jī)器之一，應(yīng)用很廣泛。二、泵的分類：1、按工作原理分：見(jiàn)書（第4頁(yè)）（1）葉片泵：借助于高速旋轉(zhuǎn)的葉輪使流體獲得能 量。包括離心式、軸流式、混流式（2）容積式：利用活塞或轉(zhuǎn)子的擠壓使流體升壓以獲得能量。包括往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)式輸送機(jī)械（3）流體作用式：依靠能量轉(zhuǎn)換原理以實(shí)現(xiàn)輸送流體任務(wù)。如噴射泵2、按泵

3、的用途分：供料泵、循環(huán)泵、成品泵、高溫和低溫泵、廢液泵、特殊用泵等。三、泵的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍 離心泵主要適用于大中流量和中等壓力場(chǎng)合；往復(fù)泵主要適用于小流量和高壓場(chǎng)合；轉(zhuǎn)子泵和漩渦泵則適用于小流量和高壓的場(chǎng)合。 其中離心泵具有適用范圍廣、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及運(yùn)轉(zhuǎn)可靠等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用。第二節(jié) 離心泵的裝置及分類一、離心泵的裝置包括葉輪和泵軸的旋轉(zhuǎn)部件 :平衡盤、推力盤、聯(lián)軸器、套筒、緊圈、固定環(huán)由泵殼、填料函和軸承組成的靜止部件：吸氣室、擴(kuò)壓器、彎道、回流器離心泵由兩個(gè)主要部分構(gòu)成：結(jié)構(gòu) 主要工作部件是葉輪葉輪和和泵殼泵殼。葉輪通常是由57個(gè)弧形葉片和前、后圓形蓋板所構(gòu)成。葉輪用鍵和螺母固定在泵軸的一端。固

4、定葉輪用的螺母通常采用左旋左旋螺紋，以防反復(fù)起動(dòng)因慣性而松動(dòng)。 軸的另一端穿過(guò)填料箱填料箱伸出泵殼，由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)。泵殼呈螺線形，亦稱螺殼或蝸殼。二、離心泵的分類：1、按葉輪吸入方式分：（1）單吸式離心泵：只有一個(gè)吸入口，應(yīng)用廣泛。 Q=4.5300m/h，H=8150m（2）雙吸式離心泵：有兩個(gè)吸入口同時(shí)吸液。Qmax=2000m/h，H=10110m2、按級(jí)數(shù)分類：（1）單級(jí)離心泵：只有一個(gè)葉輪，應(yīng)用廣泛，揚(yáng)程低。（2）多級(jí)離心泵：有兩個(gè)以上葉輪。一般為單吸式，H=100650， Q=5720m/h 。3、按揚(yáng)程分類：低壓離心泵（H100m)4、按泵的用途和輸送液體性質(zhì)分類：清水泵、泥漿泵、

5、酸泵、堿泵、油泵、砂泵、低溫泵、高溫泵、屏蔽泵等。333第三節(jié) 離心泵的基本原理一、離心泵的基本性能參數(shù)： 1.流量（Q） : 離心泵在單位時(shí)間送到管路系統(tǒng)的液體體積，常用單位為L(zhǎng)/s或m3/h； 2.揚(yáng)程（H） ：離心泵對(duì)單位重量的液體所能提供的有效能量，其單位為m；應(yīng)當(dāng)注意，不要把揚(yáng)程和升揚(yáng)高度等同起來(lái)。用泵將液體從低處送到高處的高度，稱為升揚(yáng)高度。升揚(yáng)高度與泵的揚(yáng)程和管路特性有關(guān)，泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其升揚(yáng)高度值一定小于揚(yáng)程 3.效率（） ：由原動(dòng)機(jī)提供給泵軸的能量不能全部為液體所獲得，通常用效率來(lái)反映能量損失； 4.軸功率（N）： 指離心泵的泵軸所需的功率，單位為W或kW。泵的軸功率N大于泵的有

6、效功率N效 5.允許吸上真空高度及允許汽蝕余量：后續(xù)二、離心泵的工作原理：泵殼內(nèi)必須先充滿液體，否則，易出現(xiàn)“氣縛”現(xiàn)象。原動(dòng)機(jī) ： 軸 葉輪，旋轉(zhuǎn)離心力中心動(dòng)能高速離開葉輪外圍靜壓能葉片間液體: 液體被做功吸上原理：吸上原理： 先將液體注滿泵殼，葉輪高速旋轉(zhuǎn)，將液體甩向葉輪外緣，產(chǎn)生高的動(dòng)能，先將液體注滿泵殼，葉輪高速旋轉(zhuǎn)，將液體甩向葉輪外緣，產(chǎn)生高的動(dòng)能，由于泵殼液體通道設(shè)計(jì)成截面逐漸擴(kuò)大的形狀，高速流體逐漸減速，由部分動(dòng)能由于泵殼液體通道設(shè)計(jì)成截面逐漸擴(kuò)大的形狀，高速流體逐漸減速，由部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，即流體出泵殼時(shí)，表現(xiàn)為具有高壓的液體。在液體被甩向葉輪外轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，即流體出泵殼時(shí)

7、，表現(xiàn)為具有高壓的液體。在液體被甩向葉輪外緣的同時(shí)，葉輪中心液體減少，出現(xiàn)負(fù)壓（或真空），則常壓液體不斷補(bǔ)充至葉緣的同時(shí)，葉輪中心液體減少，出現(xiàn)負(fù)壓（或真空），則常壓液體不斷補(bǔ)充至葉輪中心處。于是，離心泵葉輪源源不斷輸送著流體。輪中心處。于是，離心泵葉輪源源不斷輸送著流體。 何以得名離心泵，因?yàn)槿~輪旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，產(chǎn)生離心力，離心力產(chǎn)生高速度。何以得名離心泵，因?yàn)槿~輪旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，產(chǎn)生離心力，離心力產(chǎn)生高速度。 氣縛現(xiàn)象氣縛現(xiàn)象離心泵在啟動(dòng)前要灌滿液體，以排出泵內(nèi)的空氣。如果離心泵在啟動(dòng)前殼內(nèi)充滿的是氣體，則啟動(dòng)后葉輪中心氣體被拋時(shí)不能在該處形成足夠大的真空度，即：泵內(nèi)存在空氣，由于空氣的密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小

8、于液體，則產(chǎn)生的離心力小，不能將空氣甩出去，使泵殼內(nèi)形不成足夠的真空度，不能吸液。這樣槽內(nèi)液體便不能被吸上。這一現(xiàn)象稱為氣縛。防止方法：（1）吸入管末端安裝單向底閥。底閥上裝有濾網(wǎng)。（2）啟動(dòng)前灌泵。葉輪泵殼泵軸吸入口底閥濾網(wǎng)調(diào)節(jié)閥排出口吸入管排出管三、離心泵的理論揚(yáng)程先分析液體在葉輪中的流動(dòng)情況再建立揚(yáng)程方程式后分析其規(guī)律得到管理（提高揚(yáng)程）的要點(diǎn)1.液體在葉輪中的運(yùn)動(dòng)情況及速度三角形為簡(jiǎn)化液體在葉輪內(nèi)的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，作兩點(diǎn)假設(shè)： 葉輪內(nèi)葉片的數(shù)目為無(wú)窮多葉輪內(nèi)葉片的數(shù)目為無(wú)窮多理性葉片理性葉片，即葉片的厚度為，即葉片的厚度為無(wú)限薄，從而可以認(rèn)為液體質(zhì)點(diǎn)完全沿著葉片的形狀而運(yùn)動(dòng)，無(wú)限薄，從而可以

9、認(rèn)為液體質(zhì)點(diǎn)完全沿著葉片的形狀而運(yùn)動(dòng)，亦即液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡與葉片的外形相重合；亦即液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡與葉片的外形相重合； 輸送的是輸送的是理想液體理想液體，由此在葉輪內(nèi)的流動(dòng)阻力可忽略。，由此在葉輪內(nèi)的流動(dòng)阻力可忽略。 * * 相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度：它是以與：它是以與液體一起作等角速度的旋轉(zhuǎn)坐液體一起作等角速度的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)為參照系，液體質(zhì)點(diǎn)沿葉片標(biāo)為參照系，液體質(zhì)點(diǎn)沿葉片從葉輪中心流到外緣的運(yùn)動(dòng)速?gòu)娜~輪中心流到外緣的運(yùn)動(dòng)速度，即相對(duì)于旋轉(zhuǎn)葉輪的相對(duì)度，即相對(duì)于旋轉(zhuǎn)葉輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)速度。* * 絕對(duì)運(yùn)動(dòng)速度絕對(duì)運(yùn)動(dòng)速度c c：它是以固定：它是以固定于地面的靜止坐標(biāo)作為參照系于地面的靜止

10、坐標(biāo)作為參照系的液質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，稱為絕對(duì)運(yùn)的液質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，稱為絕對(duì)運(yùn)動(dòng)，絕對(duì)運(yùn)動(dòng)速度用動(dòng)，絕對(duì)運(yùn)動(dòng)速度用c c表示。表示。三者關(guān)系：三者關(guān)系： 速度三角形如圖示：三個(gè)速度構(gòu)成了速度速度三角形如圖示：三個(gè)速度構(gòu)成了速度，表示表示c c與與u u之間的夾角，之間的夾角，表示表示與與u u反方向延長(zhǎng)線之間的夾反方向延長(zhǎng)線之間的夾角，角，稱為流動(dòng)角，其大小與葉輪的結(jié)構(gòu)有稱為流動(dòng)角，其大小與葉輪的結(jié)構(gòu)有關(guān)關(guān)。根據(jù)余弦定理，則：根據(jù)余弦定理，則： 液體質(zhì)點(diǎn)在葉輪內(nèi)的速度有三個(gè)：液體質(zhì)點(diǎn)在葉輪內(nèi)的速度有三個(gè)：* * 圓周運(yùn)動(dòng)速度圓周運(yùn)動(dòng)速度u u：葉輪帶動(dòng)液體：葉輪帶動(dòng)液體質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)的速度，質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)

11、的速度，若將若將c c分解為徑向分量分解為徑向分量CrCr和圓周分量和圓周分量CuCu，則分別為：則分別為：（得出的公式結(jié)論將在后面用）（得出的公式結(jié)論將在后面用）則：則：2、離心泵的基本方程： 離心泵葉輪通過(guò)葉片傳給液體的能量與液體的流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，即與速度三角形有關(guān)。離心泵葉輪通過(guò)葉片傳給液體的能量與液體的流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，即與速度三角形有關(guān)。對(duì)于理想液體通過(guò)理想葉輪時(shí)，按照基本能量方程中動(dòng)量矩定理可知，單位時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)對(duì)于理想液體通過(guò)理想葉輪時(shí)，按照基本能量方程中動(dòng)量矩定理可知，單位時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)系對(duì)某軸的動(dòng)量矩變化，等于在同一時(shí)間內(nèi)作用于該質(zhì)點(diǎn)系的所有外力對(duì)同軸的力矩，系對(duì)某軸的動(dòng)量矩變化，等于在

12、同一時(shí)間內(nèi)作用于該質(zhì)點(diǎn)系的所有外力對(duì)同軸的力矩，得出：得出：gcucugcucuHuuT1122111222coscos符號(hào)下加角標(biāo)1者，指葉輪進(jìn)口的參數(shù)，加下角標(biāo)2者，指在葉輪出口的參數(shù)。 該方程即為離心泵基本方程，也稱歐拉方程。不僅適用于離該方程即為離心泵基本方程，也稱歐拉方程。不僅適用于離心泵，且適用于離心式風(fēng)機(jī)、離心式壓縮機(jī)，是離心機(jī)械通用的心泵，且適用于離心式風(fēng)機(jī)、離心式壓縮機(jī)，是離心機(jī)械通用的基本方程基本方程對(duì)歐拉方程式的分析gcucugcucuHuuT1122111222coscos歐拉方程歐拉方程I式式在離心泵設(shè)計(jì)中，為提高理論壓頭，一般使190 （液體徑向進(jìn)入葉片間通道），c

13、os10 即液體進(jìn)入葉輪流到時(shí)無(wú)預(yù)旋gcugcuHuT22222cos歐拉方程歐拉方程I式式又根據(jù)進(jìn)出口速度三角形，根據(jù)余弦定律，可推導(dǎo)出歐拉II式式gccgguuHT222212222212122Hp（靜壓頭）（靜壓頭） Hc(動(dòng)壓頭動(dòng)壓頭) 離心力的作用下葉輪旋轉(zhuǎn)所增離心力的作用下葉輪旋轉(zhuǎn)所增加的靜壓頭加的靜壓頭 葉片間通道面積逐漸加大使液體的葉片間通道面積逐漸加大使液體的相對(duì)速度減少所增加的靜壓頭相對(duì)速度減少所增加的靜壓頭 液體流經(jīng)葉輪后所增加的動(dòng)液體流經(jīng)葉輪后所增加的動(dòng)壓頭（在蝸殼中其中一部分壓頭（在蝸殼中其中一部分將轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能）將轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能）HpHp用于克服裝置中的流阻、液位差和

14、反用于克服裝置中的流阻、液位差和反壓。要求壓。要求HpHp大于這三者之和。大于這三者之和。HcHc表現(xiàn)為液流的絕對(duì)速度增加。要求表現(xiàn)為液流的絕對(duì)速度增加。要求HcHc不宜過(guò)大，因?yàn)椴灰诉^(guò)大，因?yàn)镠cHc大流阻大。大流阻大。 根據(jù)速度三角形c c2u2u= c= c2 2coscos 2 2 =u=u2 2 c cr2 r2ctg ctg 2w w22c c2u u2c cr r2c c2u u2將上兩式代入歐拉方程II式后，得：設(shè)葉輪的外徑為D2，葉輪出口處的寬度為b2，理論流量QT =cr2A ，則：222稱為離心泵的基本方程式稱為離心泵的基本方程式3、有限葉片葉輪的理論揚(yáng)程 實(shí)際葉輪的葉片

15、是有限的，液體在兩葉片間流動(dòng)時(shí)，除沿葉片由內(nèi)向外流動(dòng)以外，還有軸向渦流，葉片間的流道越寬，渦流就越嚴(yán)重，由于渦流的影響，液體經(jīng)實(shí)際葉輪所獲得的理論揚(yáng)程小于實(shí)際揚(yáng)程，引入環(huán)流系數(shù)K：Ht=Kht K與葉片數(shù)目、葉輪外徑之比、葉片進(jìn)出口安裝角、葉片長(zhǎng)度及寬度、液體黏度等因素有關(guān)，一般在0.60.9，葉片數(shù)越多，K值越大。4、葉片離角對(duì)理論揚(yáng)程的影響）后彎葉片（葉片彎曲方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反）后彎葉片（葉片彎曲方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反） ）徑向葉片）徑向葉片）前彎葉片）前彎葉片 靜壓小、動(dòng)壓大、噪音大、效率低、能量轉(zhuǎn)換中損失大、適宜靜壓小、動(dòng)壓大、噪音大、效率低、能量轉(zhuǎn)換中損失大、適宜風(fēng)機(jī)工況。風(fēng)機(jī)工

16、況。介于后彎葉片與前彎葉片之間。介于后彎葉片與前彎葉片之間。22222ctggcuguHrT對(duì)葉片出口角對(duì)葉片出口角2的討論：的討論：靜壓大、動(dòng)壓小、噪音小、效率高、工作平穩(wěn)、不會(huì)過(guò)載。靜壓大、動(dòng)壓小、噪音小、效率高、工作平穩(wěn)、不會(huì)過(guò)載。比較以上三種情況:1)尺寸和n相同的離心泵，在Q相同時(shí)，2（前彎）越大，H越高2)表面上，以用前彎葉片為宜,實(shí)際中，考慮到各種損失，多用后彎葉3) Ht與所運(yùn)送流體的性質(zhì)無(wú)關(guān) 。1.揚(yáng)程主要取決于葉輪的直徑和轉(zhuǎn)速葉輪的直徑和轉(zhuǎn)速 泵的封閉揚(yáng)程 (Q=0) 的理論值為: Htmax=u2g， 要提高要提高H H，必須增大，必須增大D D2 2或提高或提高n n，

17、 D2關(guān)系到泵的外廓和重量，n受限于泵的汽蝕性能。離心泵n一般不超過(guò)800010000rmin，單級(jí)泵的H通常不超過(guò)150m。2.離心泵的揚(yáng)程隨流量而變，并與葉片出口角有關(guān)（彎曲方向）離心泵的揚(yáng)程隨流量而變，并與葉片出口角有關(guān)（彎曲方向） 。 當(dāng)用徑向葉片，即當(dāng)用徑向葉片，即2 2=90=90時(shí)時(shí), ,即即H H與與Q Q無(wú)關(guān)；無(wú)關(guān)； 當(dāng)用后彎葉片，即當(dāng)用后彎葉片，即2 2 90 0 0，Q Q增大則增大則H Ht t減小；減??；( (水泵水泵) ) 當(dāng)用前彎葉片，即當(dāng)用前彎葉片，即2 2 90 90時(shí)，時(shí)，Q Q增大則增大則H Ht t增加增加。（風(fēng)機(jī)）（風(fēng)機(jī)）3、離心泵的理論揚(yáng)程與所輸送的

18、液體的性質(zhì)無(wú)關(guān)。輸送不同流體時(shí)，因密度離心泵的理論揚(yáng)程與所輸送的液體的性質(zhì)無(wú)關(guān)。輸送不同流體時(shí)，因密度 不同，則所產(chǎn)生的吸排壓差不同，則所產(chǎn)生的吸排壓差p=p= gHgH和功率和功率P=P= gQH/gQH/ 也是不同的也是不同的 如果泵內(nèi)是空氣，空氣密度僅為水的1800左右，泵能在吸排口間造成的壓差就很小。例如H為100m的水泵，其排送空氣時(shí)達(dá)到同樣的H氣，此時(shí)，它只能在吸排口間產(chǎn)生1.268kPa1.268kPa的壓差，在大氣壓下這只能將水吸上約12.9cm高。根據(jù)上圖（葉片出口角對(duì)理論揚(yáng)程的影響）和揚(yáng)程方程式，我們可以得出以下結(jié)論：四、離心泵實(shí)際揚(yáng)程的計(jì)算： 實(shí)際揚(yáng)程不能進(jìn)行精確計(jì)算，和

19、理論值差異很大，在工程中確定離心泵的揚(yáng)程有兩種情況：1、管路系統(tǒng)所需實(shí)際揚(yáng)程的計(jì)算： 2、實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)離心泵實(shí)際揚(yáng)程的計(jì)算：fABABABhgPPgCCHHH222gPPguuZZHgPguZHgPguZ1221221222221211222五、離心泵的性能曲線 離心泵的定速特性曲線：在既定的轉(zhuǎn)速下，離心泵的揚(yáng)程、功率、效率等參數(shù)與流量的函數(shù)關(guān)系曲線稱之。通常，離心泵的特性曲線由制造廠附于泵的樣本或說(shuō)明書中，是指導(dǎo)正確選擇和操作離心泵的主要依據(jù)。1. H-Q曲線：表示泵的壓頭與流量的關(guān)系 2. N-Q曲線：表示泵的軸功率與流量的關(guān)系 3.-Q曲線：表示泵的效率與流量的關(guān)系離心泵性能曲線可以用理論

20、分析和實(shí)驗(yàn)測(cè)定兩種方法繪制1、理論分析法：依據(jù)離心泵基本方程將揚(yáng)程、流量、功率、效率之間的關(guān)系繪制出來(lái)并研究討論性能參數(shù)之間變化規(guī)律的方法。稱為理論性能曲線，能夠定性得出參數(shù)之間的關(guān)系。但是離心泵內(nèi)部存在各種損失，使得實(shí)際與理論之間存在明顯差別；2、實(shí)驗(yàn)測(cè)定法：在實(shí)際應(yīng)用時(shí)均是利用實(shí)驗(yàn)的方法繪制離心泵的性能曲線，裝置如圖 H NQH Q QN Q最高效率點(diǎn)為工作點(diǎn)最高效率點(diǎn)為工作點(diǎn)一、一、Q-H曲線：離心泵都用后彎葉片曲線：離心泵都用后彎葉片，其Q-H曲線趨勢(shì)下傾。由于葉片出口角的不同，曲線形狀可分為三類： 平坦型、徒降型、駝峰型三種 1.陡降形陡降形(高比轉(zhuǎn)數(shù)高比轉(zhuǎn)數(shù)) 1)葉片出口角較較小

21、小，H變化時(shí)Q變化較小 2)用于H變動(dòng)又不希望Q變化的場(chǎng)合(艙底水泵壓載泵等) Q-HQ-HQ-Q-Q-PQ-PQ-Q-hrhr 2.平坦形平坦形(中低比轉(zhuǎn)數(shù)泵中低比轉(zhuǎn)數(shù)泵) 1）葉片出口角稍大稍大，H變化時(shí)Q變化較大 2)用于那些經(jīng)常需要調(diào)節(jié)Q而又不希望節(jié)流損失太大的場(chǎng)合(凝水泵、鍋爐給水泵)。 3.駝峰形駝峰形 1）葉片出口角較大較大 2）其Q一H曲線就比較平坦，而在小Q時(shí)撞擊損失又大，于是QH曲線就會(huì)出現(xiàn)駝峰。 3）有駝峰形QH曲線的泵，工作時(shí)可能發(fā)生喘振 4）應(yīng)盡量避免使用 5）適當(dāng)限制葉片出口角和葉片數(shù)，即可避免出現(xiàn)駝峰 二、二、Q-N曲線向上傾斜曲線向上傾斜，即軸功率隨Q增大而增加

22、。 在Q=0時(shí)，軸功率最?。?550 ），這時(shí)泵的H(亦稱封閉揚(yáng)程)也不很高。泵關(guān)閉排出閥起動(dòng)電流較低，可減小電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，但封閉運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，效率為零，泵會(huì)發(fā)熱。 Q-HQ-HQ-Q-Q-NQ-N 三、由三、由Q-可以看可以看出，泵在額定工況出，泵在額定工況附近工作時(shí)，才具附近工作時(shí)，才具有較高的效率，有較高的效率，因?yàn)轭~定工況即為設(shè)計(jì)工況，此時(shí)水流的撞擊損失較小。額定工況時(shí)的效率不低于最高效率的5%-8%。Q-HQ-HQ-Q-Q-PQ-P實(shí)際性能曲線的應(yīng)用：H-Q曲線是選擇和操作泵的主要依據(jù)；N-Q曲線是合理選擇原動(dòng)機(jī)功率和正常啟動(dòng)離心泵的依據(jù)Q-曲線是檢查泵工作經(jīng)濟(jì)性的依據(jù)。第八節(jié) 離心泵的

23、主要零部件1-泵體；2-泵蓋；3-葉輪；4-軸；5-密封環(huán)；6-葉輪螺母；7-止動(dòng)墊圈；8-軸蓋；9-填料壓蓋；10-填料環(huán)；11-填料；12-懸架軸承部件 1、葉輪：是離心泵的主要部件，它安裝在泵軸上，當(dāng)泵軸在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，即帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，將原動(dòng)機(jī)械的機(jī)械能傳給液體，使液體的動(dòng)能與靜壓能均有所增加。 （1）構(gòu)成： 葉片（+蓋板） 612個(gè)葉片（前彎、后彎，徑向） 流體通道（2）葉輪形狀： 閉式葉輪閉式葉輪：前蓋板、后蓋板 半開式半開式： 后蓋板 開式開式： 無(wú)蓋板 雙吸式雙吸式：（3）葉片形狀：圓柱形葉片（低比轉(zhuǎn)數(shù)用，便于制造）、扭曲性葉片（高比轉(zhuǎn)數(shù)用，可提高抗汽蝕性能，減少?zèng)_擊損失

24、，提高效率）（4）葉輪材料：沒(méi)有特殊要求的：鑄鐵、鑄鋼；具有腐蝕性：青銅、不銹鋼、陶瓷、耐酸硅鐵、塑料等截面積逐漸擴(kuò)大的蝸牛殼形通道 液體入口 中心2、泵殼泵殼：泵體的外殼，包圍葉輪出口 切線作用作用：泵殼的作用是將葉輪封閉在一定的空間，匯集泵殼的作用是將葉輪封閉在一定的空間，匯集由葉輪甩出來(lái)的液體，導(dǎo)向排出管路，并將液體由葉輪甩出來(lái)的液體，導(dǎo)向排出管路，并將液體的大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能，即增加液體的壓強(qiáng)的大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能，即增加液體的壓強(qiáng)。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：形狀不對(duì)稱，徑向壓力不均勻，易使軸彎曲3 3、導(dǎo)輪的作用、導(dǎo)輪的作用 減少能量損失4、泵軸泵軸：垂直葉輪面，穿過(guò)葉輪中心 軸封軸封：旋轉(zhuǎn)的

25、泵軸與固定的泵殼之間的密封。作用作用：防止高壓液體沿軸漏出或外界空氣漏入。為了防止泵內(nèi)液體從泵軸與泵殼之間的縫隙中漏出，就必須在這里設(shè)置密封裝置。通常把軸和泵體間的密封稱為軸封裝置。常用的軸封裝置有填料密封和機(jī)械密封。 為了防止泵內(nèi)液體從泵軸與泵殼之間的縫隙中漏出，就必須在這里設(shè)置密封裝置。通常把軸和泵體間的密封稱為軸封裝置。常用的軸封裝置有填料密封和機(jī)械密封。填料填料：采用浸油或涂石墨的石棉繩。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但功率消耗大，且有一定程度的泄漏。 5 5、密封裝置、密封裝置6、密封環(huán)：盡可能減少葉輪與泵殼之間的內(nèi)泄漏和外泄漏，要求在泵殼和葉輪前蓋入口處安裝一個(gè)密封環(huán)。7、軸軸向力及其平衡裝置： 在離

26、心泵運(yùn)行過(guò)程中，由于液體是在低壓下進(jìn)入葉輪，而在高壓下流出，使葉輪兩側(cè)所受壓力不等，產(chǎn)生了指向入口方向的軸向推力，會(huì)引起轉(zhuǎn)子發(fā)生軸向振動(dòng)，產(chǎn)生磨損和振動(dòng)，因此應(yīng)設(shè)置軸向力平衡裝置，以設(shè)置軸向力平衡裝置，以便平衡軸向力。便平衡軸向力。方法：?jiǎn)渭?jí)離心泵：方法：?jiǎn)渭?jí)離心泵：1、葉輪上開平衡孔；、葉輪上開平衡孔；2、采用雙吸、采用雙吸 葉輪；葉輪；3、采用平衡管；、采用平衡管；4、采用平衡葉片、采用平衡葉片 多級(jí)離心泵：多級(jí)離心泵：1、葉輪對(duì)稱布置；、葉輪對(duì)稱布置；2、采用平衡、采用平衡 鼓；鼓；3、平衡盤裝置、平衡盤裝置第四節(jié) 離心泵的汽蝕一、離心泵產(chǎn)生汽蝕的原因及其危害（一）汽蝕原因： 從整個(gè)吸入

27、管路到泵的吸入口直至葉輪內(nèi)緣，液體的壓強(qiáng)是不斷降低的（形成壓差才有吸入能力，壓差越大，吸入能力越強(qiáng)） 。研究表明，葉輪內(nèi)緣處的葉片背側(cè)K處是泵內(nèi)壓強(qiáng)最低點(diǎn)。Hg11KK00p020112gfppuHHggg 當(dāng)泵的吸入口的壓力小于或等于吸液條件下被輸送液體的飽和蒸汽壓時(shí)，吸入的液體會(huì)發(fā)生沸騰蒸發(fā)，形成大量汽泡。當(dāng)汽泡被甩到外周后，被液流帶入葉輪內(nèi)由于壓力升高而迅速冷凝為液體由于凝結(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生瞬間真空，體積急劇減小，造成周圍液體高速?zèng)_擊該點(diǎn)，產(chǎn)生劇烈的水擊，造成對(duì)泵殼內(nèi)壁的沖擊、同時(shí)伴隨電化學(xué)腐蝕。這一綜合過(guò)程統(tǒng)稱為“汽蝕現(xiàn)象”。tKpp 即：液體汽化即：液體汽化氣泡凝結(jié)氣泡凝結(jié)高壓水擊高壓水擊電

28、化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕。癥狀癥狀： 噪聲大、泵體振動(dòng)，流量、壓頭、效率都明顯下降。后果后果： 高頻沖擊加之高溫腐蝕同時(shí)作用使葉片表面產(chǎn)生一個(gè)個(gè)凹穴形成點(diǎn)蝕，嚴(yán)重時(shí)成海綿狀而迅速破壞，嚴(yán)重影響泵的使用壽命。還使泵的性能下降等。防止措施防止措施： 把離心泵安裝在恰當(dāng)?shù)母叨任恢蒙?，確保泵內(nèi)壓強(qiáng)最低點(diǎn)處的靜壓超過(guò)工作溫度下被輸送液體的飽和蒸汽壓 pv。葉輪氣蝕位置： 泵的安裝高度過(guò)高，即吸入高度過(guò)高。泵的安裝高度過(guò)高，即吸入高度過(guò)高。 吸入管匯不合理，阻力太大。吸入管匯不合理，阻力太大。 如如:管路太細(xì)、彎管路太細(xì)、彎 頭、閘閥多等。頭、閘閥多等。 液面壓力太低。液面壓力太低。 液體溫度高或易揮發(fā)液體。

29、液體溫度高或易揮發(fā)液體。 防止汽蝕的充要條件防止汽蝕的充要條件： 泵吸液的必要條件：泵吸液的必要條件： 泵正常工作的充分和必要條件泵正常工作的充分和必要條件：tKppAKppAKvppP 造成汽蝕的主要原因造成汽蝕的主要原因：二二 泵的汽蝕余量、安裝高度泵的汽蝕余量、安裝高度 液體被吸入泵內(nèi)是由于：液體被吸入泵內(nèi)是由于：即：即： 克服吸入管阻力損失，推動(dòng)液體進(jìn)入泵內(nèi)?？朔牍茏枇p失，推動(dòng)液體進(jìn)入泵內(nèi)。從液面從液面A到泵葉輪吸入口到泵葉輪吸入口S 建立伯努利方程：建立伯努利方程：()AKpp液面壓力大于葉輪進(jìn)口壓力真ppppKA2222ssAAAsASpcpcZHZhgggg,0,0,ASs

30、AAZZZcH其中：22AvsvsASASppppcZhgggAS2sASsAhg2cZgpgp即：mgcgppNPSHstsa22上式：上式：稱為汽蝕余量（有效汽蝕余量）稱為汽蝕余量（有效汽蝕余量） NPSHa ： 從葉輪吸入口壓力從葉輪吸入口壓力Ps 到飽和蒸汽壓到飽和蒸汽壓 Pt 之間的范圍寬度加上流動(dòng)動(dòng)能影之間的范圍寬度加上流動(dòng)動(dòng)能影響，被稱為汽蝕余量或有效汽蝕余量，用：響，被稱為汽蝕余量或有效汽蝕余量，用：NPSHa表示。表示。汽蝕余量的意義汽蝕余量的意義：標(biāo)志泵抗汽蝕性能的好壞，它與吸入管特性和液體的汽標(biāo)志泵抗汽蝕性能的好壞，它與吸入管特性和液體的汽化壓力有關(guān)；與泵本身無(wú)關(guān)?；瘔毫?/p>

31、有關(guān)；與泵本身無(wú)關(guān)。mgcgppNPSHstsa22離心泵的臨界氣蝕余量（NPSH)c1、允許汽蝕余量2、允許汽蝕余量的應(yīng)用：計(jì)算泵允許安裝高度3 . 0minhh泵的安裝高度計(jì)算泵的安裝高度計(jì)算前面導(dǎo)出公式：前面導(dǎo)出公式：安裝高度：安裝高度： 則：則：需用幾何安裝高度：需用幾何安裝高度：AStaghhgppH22hgcgpphZgppstsASAStAgASHZ) 15 . 0(ggHH 由于泵樣本上給出的h是以293K的清水為介質(zhì)測(cè)定的，如果所輸?shù)囊后w為石油或類似石油產(chǎn)品，操作溫度較高時(shí)，則必須校正h： hh其中 查圖1-21查?。ǘ╇x心泵的允許吸上真空度5 . 03 . 0maxSSH

32、H Hs值的大小與泵的結(jié)構(gòu)、流量、被輸送液體的性質(zhì)及當(dāng)?shù)卮髿鈮旱纫蛩赜嘘P(guān)。通常由泵的制造工廠在98.1kPa下，用20 液體為介質(zhì)進(jìn)行測(cè)定。若輸送其他液體，或操作條件與上述的實(shí)驗(yàn)條件不同時(shí)，應(yīng)按下式進(jìn)行換算，即若以輸送液體的液柱高度來(lái)計(jì)算離心泵入口處的最高真空度，則此真空度稱為離心泵的允許吸上真空度，以Hs來(lái)表示，即sgSSaShHgCgppH22gppHHtsS10為保證不發(fā)生汽蝕為保證不發(fā)生汽蝕允許吸上真空高度的應(yīng)用允許吸上真空高度的應(yīng)用：sSSghgCHH22三、防止汽蝕的措施三、防止汽蝕的措施兩種方法：改進(jìn)泵的結(jié)構(gòu)形式或尺寸。兩種方法：改進(jìn)泵的結(jié)構(gòu)形式或尺寸。 設(shè)計(jì)吸入管及吸入條件。設(shè)

33、計(jì)吸入管及吸入條件。 （一）改進(jìn)泵的結(jié)構(gòu)形式或尺寸（一）改進(jìn)泵的結(jié)構(gòu)形式或尺寸 增大泵吸入口直徑及葉輪葉片入口寬度和結(jié)構(gòu)。增大泵吸入口直徑及葉輪葉片入口寬度和結(jié)構(gòu)。 采用前置誘導(dǎo)輪，提高葉輪進(jìn)口處吸入壓力。采用前置誘導(dǎo)輪，提高葉輪進(jìn)口處吸入壓力。 采用雙吸式葉輪，使進(jìn)口截面增大，流速減小。采用雙吸式葉輪，使進(jìn)口截面增大，流速減小。 合理設(shè)計(jì)葉片進(jìn)口角度，減小流動(dòng)損失。合理設(shè)計(jì)葉片進(jìn)口角度，減小流動(dòng)損失。 采用抗汽蝕的材料，如不銹鋼、稀土合金鑄鐵、高鎳鉻合采用抗汽蝕的材料，如不銹鋼、稀土合金鑄鐵、高鎳鉻合金等。金等。 前置誘導(dǎo)輪：前置誘導(dǎo)輪：前置誘導(dǎo)輪前置誘導(dǎo)輪（二）（二）合理設(shè)計(jì)吸入管及吸入條

34、件合理設(shè)計(jì)吸入管及吸入條件 降低泵安裝高度，縮短吸入管線。降低泵安裝高度，縮短吸入管線。 用大直徑吸入管，去掉閘閥、彎頭等，減少吸用大直徑吸入管，去掉閘閥、彎頭等，減少吸入管阻力。入管阻力。 增大液面壓力，采用倒灌方式或其它灌注形式。增大液面壓力，采用倒灌方式或其它灌注形式。第六節(jié) 離心泵性能曲線的換算 泵的生產(chǎn)部門所提供的離心泵特性曲線是在一定轉(zhuǎn)速和常壓下，以常溫的清水為工質(zhì)做實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。若所輸送的液體性質(zhì)與此相差較大時(shí)，泵的特性曲線將發(fā)生變化，應(yīng)當(dāng)重新進(jìn)行換算。 一、轉(zhuǎn)速改變時(shí)性能曲線的換算： （一）比例定律：同一臺(tái)泵，轉(zhuǎn)速不同時(shí)泵同一臺(tái)泵，轉(zhuǎn)速不同時(shí)泵的性能參數(shù)計(jì)算：1212nnQQ 2

35、1212)(nnHH31212)(nnNN 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 2010-8 m2/s 時(shí)，離心泵的性能則需按下式進(jìn)行換算，即 Q = KQQ H = KHH = K 葉輪切割的目的：葉輪切割的目的： 滿足工況要求。滿足工況要求。 擴(kuò)大泵工作范圍，確擴(kuò)大泵工作范圍，確定泵譜。定泵譜。 切割條件：切割量不能太切割條件：切割量不能太大大小于20% 22DDQQ222)(DDHH322)(DDNN第六節(jié)離心泵的運(yùn)轉(zhuǎn)一、離心泵在管路上的工作及流量調(diào)節(jié)1. 管路特性曲線液體流過(guò)既定的管路時(shí)，它所需的壓頭H與流量之間的函數(shù)關(guān)系：Z Z(pdr-psr)/gH HQ Q管路阻力增加管路阻力增加阻力曲線變陡阻力曲線變陡

36、靜壓頭增加靜壓頭增加靜壓線上移靜壓線上移fCHgugpZH22定值定值gpZ 022 gufCHHH0gudllHef2)(2 24dQu 2452)(8QddllgHef 20kQHHC可用一條拋物線表示，K表示拋物線的斜率（二）離心泵的工作點(diǎn) 當(dāng)泵安裝在一定管路系統(tǒng)中的離心泵工作時(shí)，泵輸出的流量即為管路流量、泵提供的壓頭即為管路所要求的壓頭。泵的特性曲線與管路特性曲線有一交點(diǎn)a點(diǎn)，該交點(diǎn)稱為離心泵的工作點(diǎn)。泵與管路聯(lián)合工作，遵守質(zhì)量守恒和能量守泵與管路聯(lián)合工作，遵守質(zhì)量守恒和能量守恒原理。恒原理。 穩(wěn)定工況：穩(wěn)定工況：q泵泵 = q管管 H泵泵 = H管管 穩(wěn)定工況點(diǎn)為：穩(wěn)定工況點(diǎn)為：A點(diǎn)

37、。點(diǎn)。 此時(shí)的壓頭、流量：此時(shí)的壓頭、流量：HA、qA。 （三）離心泵的工況調(diào)節(jié)1、改變掛暴露特性曲線的流量調(diào)節(jié)：（1）.出口管路節(jié)流調(diào)節(jié) 即改變離心泵出口管路上調(diào)節(jié)閥門開度改變管路特性曲線，特點(diǎn)：簡(jiǎn)單、方便、靈活，普遍采用；能量損失大。特點(diǎn)：簡(jiǎn)單、方便、靈活，普遍采用；能量損失大。 改變泵的特性 改變管路特性 改變工作點(diǎn)改變流量改變出口閥開度 -管路特性斜率關(guān)小出口閥 le（局部阻力） H ， Q 管特線變陡 工作點(diǎn)左上移開大出口閥 le H ， Q 管特線變緩 工作點(diǎn)右下移（2）旁路調(diào)節(jié)：改變管路特性曲線。排出管接一支路，用于泄流。 支路管開啟時(shí)，系統(tǒng)流量被泄掉。 此時(shí)： H、q 特點(diǎn)：簡(jiǎn)

38、單、方便；不經(jīng)濟(jì)。2、改變離心泵性能曲線的流量調(diào)節(jié)：n泵H- qV曲線上移 工作點(diǎn)右上移， H ， qV （1）改變泵的工作轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速- 改變泵的特性特點(diǎn)：簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、效率高，特點(diǎn)：簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、效率高， 但需調(diào)速機(jī)構(gòu)或更換電機(jī)。但需調(diào)速機(jī)構(gòu)或更換電機(jī)。（2）. 切割葉輪切割葉輪 改變泵的特性曲線。改變泵的特性曲線。葉輪被切小，性能曲線葉輪被切小，性能曲線向下平移。向下平移。 當(dāng)：當(dāng)：D2，H、q 特點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)性好，滿足特點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)性好，滿足 穩(wěn)定工作點(diǎn)需要；穩(wěn)定工作點(diǎn)需要； 葉輪切割后不能葉輪切割后不能 恢復(fù)?；謴?fù)。AB二、離心泵的串聯(lián)與并聯(lián)（一）串聯(lián)工作：常用于提高泵的揚(yáng)程、增加輸送距離等情況 離

39、心泵并聯(lián)和串聯(lián)，將組合安裝的離心泵視為一個(gè)泵組，泵組的特性曲線或稱合成特性曲線，據(jù)此確定泵組工作點(diǎn)。 同一流量下，串聯(lián)泵的壓頭為單泵壓頭之和，據(jù)此作出串聯(lián)泵合成特性曲線 串聯(lián)泵的流量大于一臺(tái)單泵的流量，小于兩臺(tái)單泵的流量QQQQHHHHQQMM112,V1V2V12III1H2HLHHHV串LHVH V0 串聯(lián)后的揚(yáng)程低于泵單獨(dú)工作時(shí)的2倍，流量卻大于單泵工作流量，原因是由于串聯(lián)后H提高了，但管路裝置沒(méi)變，多余的能量使流速加快，流量增加。但泵的啟動(dòng)和停泵按順序見(jiàn)書29頁(yè)（二）并聯(lián)工作：當(dāng)使用一臺(tái)泵流量不能滿足要求，或要求輸送流量變化范圍大，又要求在高效范圍內(nèi)工作時(shí)，采用兩臺(tái)或數(shù)臺(tái)泵并聯(lián)工作，滿

40、足流量變化要求。 同一壓頭下，并聯(lián)泵的流量為單泵流量的兩倍，據(jù)此作出合成特性曲線 并聯(lián)泵的流量大于一臺(tái)單泵的流量，小于兩臺(tái)單泵的流量 MMQQHHQQQ2,雙并單HV并V單HV并V單V雙合成特性曲線合成特性曲線因?yàn)椴⒙?lián)后流量增加而使管路阻力增加，這就要求每臺(tái)泵都提高它的揚(yáng)程來(lái)克服這個(gè)增加的阻力損失，相應(yīng)的流量就減小。并串聯(lián)的選擇并串聯(lián)的選擇高阻管路：串聯(lián)泵低阻管路：并聯(lián)泵低阻管路高阻管路Q串Q并Q串Q并三、離心泵的操作離心泵的運(yùn)行離心泵的運(yùn)行運(yùn)行前準(zhǔn)備工作：運(yùn)行前準(zhǔn)備工作：（1）檢查泵出、入口管線上的閥門、法蘭地腳螺栓、聯(lián)軸器、溫度計(jì)和壓力表等。（2）檢查泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，先盤車，聽(tīng)是否有雜音，看

41、是否靈活。（3）打開入口閥，排出泵體內(nèi)的氣體，給泵內(nèi)充滿所要輸送的液體，再關(guān)死出口閥。（4）往泵的油箱加好潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂。（5）給冷卻水，打開壓力表，看是否靈敏。（6）檢查安全設(shè)備如對(duì)輪罩、接地線等。（7）對(duì)熱油泵看預(yù)熱情況，使泵體溫度不能低于界質(zhì)溫度的40度。（8）與各有關(guān)崗位、有關(guān)單位聯(lián)系好。做好啟動(dòng)準(zhǔn)備。正常啟動(dòng)：正常啟動(dòng)：（1）準(zhǔn)備工作經(jīng)檢查正常后可啟動(dòng)泵。啟動(dòng)后應(yīng)注意電流表，泵轉(zhuǎn)向，壓力表，泄漏等情況，一切正常后再慢慢打開出口閥。（未打開出口閥前泵運(yùn)轉(zhuǎn)不得超過(guò)3分鐘，否則液體在泵內(nèi)強(qiáng)制循環(huán)后溫度升高，液體汽化會(huì)產(chǎn)生抽空等現(xiàn)象。）（2）檢查泵的軸承溫度不得大于65度，電機(jī)溫度不得大于7

42、0度（3）可用泵出口閥門調(diào)節(jié)流量（4）觀察出口壓力表、電流表的波動(dòng)情況（5）檢查泵的運(yùn)行、振動(dòng)、泄漏情況。（6）檢查泵冷卻水的供應(yīng)情況，潤(rùn)滑油液面的變化情況。（7）打封油的泵，封油壓力至少高出泵出口壓力0.05-0.1MPa.（8）對(duì)于長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)的泵，要定期更換潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂，保證泵在良好的潤(rùn)滑狀態(tài)下工作。離心泵的停運(yùn)：離心泵的停運(yùn)：（1）慢慢關(guān)死出口閥門。（2）切斷電源后關(guān)入口閥，壓力表閥。（3）熱油泵，待泵體溫度降低后停冷卻水和封油。（4）在冬季，對(duì)停下來(lái)的泵要放掉泵內(nèi)液體，并采取必要的防凍措施。（5）定時(shí)檢查、盤車。離心泵的切換：離心泵的切換：（1）做好起動(dòng)泵前的各種準(zhǔn)備后，打開入口閥，

43、引入液體。（2）啟動(dòng)后，待泵的轉(zhuǎn)速、聲音、泵體壓力等正常后再開出口閥（3）泵的流量正常，壓力平穩(wěn)時(shí)關(guān)閉運(yùn)行泵的出口閥。（4）停電后按停泵要求做好善后工作。（5）盡量減少因切換泵造成的流量、壓力的波動(dòng)，維持生產(chǎn)的正常進(jìn)行。（6）檢查起動(dòng)泵的泄漏、潤(rùn)滑等情況。離心泵常見(jiàn)故障離心泵常見(jiàn)故障第七節(jié) 離心泵的選擇一、離心泵的型號(hào)表示法：二、離心泵的類型： 清水泵 用于輸送物理、化學(xué)性質(zhì)類似于水的清潔液體。最簡(jiǎn)單的清水泵為單級(jí)單吸式，系列代號(hào)為“IS”，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖，若需要的揚(yáng)程較高，則可選D系列多級(jí)離心泵。若需要流量很大，則可選用雙吸式離心泵，其系列代號(hào)為“Sh” 。 防腐蝕泵防腐蝕泵 當(dāng)輸送酸、堿等腐

44、蝕性液體時(shí)應(yīng)采用耐腐蝕泵。耐腐蝕泵所有與液體介質(zhì)接觸的部件都采用耐腐蝕材料制作。離心耐腐蝕泵有多種系列，其中常用的系列代號(hào)為F。 油泵油泵 用于輸送石油產(chǎn)品，油泵系列代號(hào)為Y。因油類液體具有易燃、易爆的特點(diǎn)，因此對(duì)此類泵密封性能要求較高。輸送200以上的熱油時(shí)，還需設(shè)冷卻裝置。 雜質(zhì)泵雜質(zhì)泵 用于輸送懸浮液及稠厚的漿液等，其系列代號(hào)為P，又可分為污水泵、砂泵、泥漿泵等。這類泵的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是葉輪上葉片數(shù)目少，葉片間流道寬，有的型號(hào)泵殼內(nèi)還襯有耐磨材料。1-泵體；2-泵蓋；3-葉輪；4-軸；5-密封環(huán)；6-葉輪螺母；7-止動(dòng)墊圈；8-軸蓋；9-填料壓蓋；10-填料環(huán)；11-填料；12-懸架軸承部

45、件 （1）確定輸送系統(tǒng)的流量與壓頭 液體的輸送量一般為生產(chǎn)任務(wù)所規(guī)定，如果流量在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，選泵時(shí)應(yīng)按最大流量考慮。根據(jù)輸送系統(tǒng)管路的安排，用柏努力方程計(jì)算在最大流量下管路所需的壓頭。 （2）選擇泵的類型與型號(hào) 首先應(yīng)根據(jù)輸送液體的性質(zhì)和操作條件確定泵的類型，然后按已確定的流量Qe和壓頭He從泵的樣本或產(chǎn)品目錄中選出合適的型號(hào)。顯然，選出的泵所提供的流量和壓頭不見(jiàn)得與管路要求的流量Qe和壓頭He完全相符，且考慮到操作條件的變化和備有一定的裕量，所選泵的流量和壓頭可稍大一點(diǎn)，但在該條件下對(duì)應(yīng)泵的效率應(yīng)比較高，即點(diǎn)（Qe、He）坐標(biāo)位置應(yīng)靠在泵的高效率范圍所對(duì)應(yīng)的H-Q曲線下方。型號(hào)選出后，應(yīng)

46、列出該泵的各種性能參數(shù)。 （3）核算泵的軸功率 離心泵的選擇若輸送液體的密度大于水的密度時(shí)，可按核算泵的軸功率。,102QHNkW第九節(jié) 其他類型泵一、往復(fù)泵：容積式泵，其對(duì)液體作功的主要運(yùn)動(dòng)部件是做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞或柱塞，亦可分別稱為活塞泵或柱塞泵。 （一）結(jié)構(gòu)及工作原理主要結(jié)構(gòu)：主要結(jié)構(gòu)： 動(dòng)力端：曲軸、連桿、十字頭、軸承、機(jī)體。動(dòng)力端：曲軸、連桿、十字頭、軸承、機(jī)體。 液力端：缸套、活塞、活塞桿、缸蓋、進(jìn)排閥、填料液力端：缸套、活塞、活塞桿、缸蓋、進(jìn)排閥、填料 函、空函、空 氣包等。氣包等。活塞往復(fù)一次稱為一個(gè)工作循環(huán)，因此往復(fù)泵的工作循環(huán)只有吸入和排出兩個(gè)過(guò)程，上下止點(diǎn)的間距稱為活塞的行

47、程或沖程用S表示。（二）往復(fù)泵的性能特點(diǎn)及流量調(diào)節(jié)往復(fù)泵的流量V(m3/s)可按下式計(jì)算 往復(fù)泵不能采用調(diào)節(jié)出口閥的方法進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，因?yàn)殛P(guān)閉出口閥，會(huì)因排出壓力激增而造成電機(jī)過(guò)載或泵的損壞。因此，若在往復(fù)泵出口安裝調(diào)節(jié)閥，不僅不能調(diào)節(jié)流量，若操作不當(dāng)使出口閥完全關(guān)閉則會(huì)使泵壓頭劇增，損壞設(shè)備。 1、往復(fù)泵通常采用旁路流程調(diào)節(jié)流量，如圖增加旁路，并未改變泵的總流量，只是使部分液體經(jīng)旁路又回到泵進(jìn)口，從而減小了主管路系統(tǒng)的流量。 2、改變活塞行程法：改變曲柄銷的位置，可進(jìn)行無(wú)極調(diào)節(jié)，廣泛應(yīng)用。3、改變活塞往復(fù)次數(shù)：利用塔輪、變速箱等改變曲柄轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)流量。60ASnQ 這種調(diào)節(jié)方法有功耗損失，經(jīng)

48、濟(jì)性差。（三）往復(fù)泵的空氣室裝置空氣室的作用 往復(fù)泵由于活塞的變速運(yùn)動(dòng)，造成吸、排液體時(shí)Q和吸、排P波動(dòng)。 1)不適合于要求流量均勻的場(chǎng)合， 2)惡化了原動(dòng)機(jī)的工作條件， 3)引起管路振動(dòng)，降低了裝置和儀表的工作可靠性。 4)吸排壓力的劇烈波動(dòng)還可能造成活塞和液流的暫時(shí)脫離，引起液擊；而且使泵的吸入性能變差，限制了泵轉(zhuǎn)速的提高。 裝設(shè)空氣室是往復(fù)泵減小Q和P波動(dòng)的常見(jiàn)措施。 空氣室是一個(gè)充有空氣的容器，裝在泵的吸入或排出口附近，分別稱為吸入空氣室和排出空氣室。 空氣室的工作原理 裝空氣室后，空氣室和泵之間的Q仍然不均勻，但空氣室之外的吸排管路Q比較均勻。減少了液流的慣性水頭，使泵的p波動(dòng)大為減

49、輕。 l 工作過(guò)程空氣室中的氣體體積是變化的，因此，空氣室Pch也是變化的，管路中的Q不可能絕對(duì)均勻。只要空氣室中氣體體積足夠大,流量脈動(dòng)或壓力脈動(dòng)率就可降低到允許范圍，不可能完全消除。 船用往復(fù)泵常裝設(shè)排出空氣室。吸入端一般無(wú)需裝設(shè)吸入空氣室。只要壓力波動(dòng)不致使吸入真空度超過(guò)允許吸上真空度。二、計(jì)量泵：計(jì)量泵也稱定量泵或比例泵。計(jì)量泵是一種可以滿足各種嚴(yán)格的工藝流程需要，流量可以在0-100%范圍內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，用來(lái)輸送液體（特別是腐蝕性液體）一種特殊容積泵。 因調(diào)解泵缸容積，從而達(dá)到調(diào)解流量的目的，進(jìn)行計(jì)量。（一）柱塞式計(jì)量泵：N形曲軸調(diào)解1、泵缸：一般為單作用柱塞式往復(fù)泵2、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：一般采

50、用電動(dòng)機(jī)，采用蝸輪蝸桿或齒輪減速機(jī)構(gòu)3、調(diào)解機(jī)構(gòu)：一般采用柱塞行程調(diào)解機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)（二）隔膜 泵 隔膜泵用彈性金屬薄片或耐腐蝕性橡皮制成的隔膜將活柱與被輸送液體隔開，與活柱相通的一側(cè)則充滿油或水。當(dāng)活柱往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，迫使隔膜交替向兩側(cè)彎曲，將液體吸入和排出。21543 用于輸送易燃、易爆、有毒、貴重及具有腐蝕性的液體，也可輸送含有懸浮雜質(zhì)的液體。三、轉(zhuǎn)子泵：該泵中無(wú)閥門部件，僅有泵殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，依靠轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)作用，進(jìn)行吸入和排出液體。（一）齒輪泵 齒輪泵是泵殼和一對(duì)相互嚙合的齒輪，兩個(gè)齒輪在泵的吸入口脫離嚙合，形成低壓區(qū)，液體被吸入并隨齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)被強(qiáng)行壓向排出端。在排出端兩齒輪又相互嚙合形成高壓區(qū)

51、將液體擠壓出去。吸入和排出吸入和排出 1.圖示方向回轉(zhuǎn)時(shí)，齒C退出嚙合，其齒間容積V增大，壓力p降低，液體在吸入液面上的壓力p作用下，經(jīng)吸入口流入2.隨著齒輪回轉(zhuǎn)，吸滿液體的齒間轉(zhuǎn)過(guò)吸入腔，沿殼壁轉(zhuǎn)到排出腔3.當(dāng)重新進(jìn)入嚙合時(shí)，齒間的液體即被輪齒擠出結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1.普通齒輪泵如果反轉(zhuǎn)，吸排方向相反（采用對(duì)于齒輪連心線不對(duì)稱布置的卸荷槽的齒輪泵不允許反轉(zhuǎn)使用）2.由于嚙合緊密，齒頂和端面間隙都小，液體不會(huì)大量漏回吸入腔3.磨擦面較多，只用來(lái)排送有潤(rùn)滑性的油液。KCB型油泵結(jié)構(gòu)，主要由泵體、主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪、機(jī)械密封、安全閥和側(cè)板等組成。裝安全閥是為了防止排出管因堵塞等原因使排出壓力過(guò)高，

52、產(chǎn)生事故，起到過(guò)載保護(hù)作用。齒輪泵的困液現(xiàn)象齒輪泵的困液現(xiàn)象 1.外齒輪泵一般采用漸開線 (involute) 齒形2.為轉(zhuǎn)運(yùn)平穩(wěn)，要求齒輪的重迭系數(shù)大于13.由于重迭系數(shù)大于1，所以在部分時(shí)間內(nèi)相鄰兩對(duì)齒會(huì)同時(shí)處于嚙合狀態(tài)，形成一個(gè)封閉空間，使一部分油液困在其中，而這封閉空間的容積又將隨著齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而變化 (先縮小，然后增大)，從而產(chǎn)生困油現(xiàn)象。 （當(dāng)封閉容積V減小時(shí)，液體受擠壓而壓力P急劇升高，油液將從縫隙中強(qiáng)行擠出）： 1)產(chǎn)生噪音和振動(dòng)； 2)使軸承受到很大的徑向力； 3)功率損失增加； 4)容積效率降低（而當(dāng)封閉容積V增大時(shí)，壓力p下降，析出氣泡） 5)對(duì)泵的工作性能和使用壽命都有害

53、危害危害 (設(shè)法在封閉容積V變小時(shí)使之和排出腔溝通，而在封閉容積V增大時(shí)和吸入腔溝通):開卸對(duì)稱荷槽開卸對(duì)稱荷槽: : 1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易加工，且對(duì)稱布置，泵正、反轉(zhuǎn)時(shí)都適用，因此被廣泛采用。 2）對(duì)稱卸荷槽還不十分完善（還有噪音和振動(dòng)）不對(duì)稱卸荷槽：不對(duì)稱卸荷槽： 1）兩個(gè)卸荷槽同時(shí)向吸入側(cè)移過(guò)適當(dāng)距離 2）延長(zhǎng)了Va和排出腔相通的時(shí)間 3）推遲了Vb和吸入腔相通的時(shí)間,Vb中可能出現(xiàn)局部真空，但不十分嚴(yán)重 這種卸荷槽能更好地解決困油問(wèn)題，能多回收一部分高壓液體，泵不允許反轉(zhuǎn)使用。 采用卸荷槽后困油現(xiàn)象影響大大減輕。排除排除1有一定的自吸能力，能形成一定程度的真空，泵可裝得比滑油液面高。排送

54、氣體時(shí)密封性差，故自吸能力不如往復(fù)泵。 應(yīng)注意應(yīng)注意： 1）齒輪泵摩擦部位較多 2）間隙較小 3）線速度較高 4）起動(dòng)前齒輪表面必須有油，不允許干轉(zhuǎn)。2理論流量Qt是由工作部件的尺寸和轉(zhuǎn)速n決定的，與排除壓力Pd無(wú)關(guān)。3額定排出壓力Pd與工作部件尺寸、n無(wú)關(guān)， Pd取決于泵的密封性能和軸承承載能力，為防泵過(guò)載，一般應(yīng)設(shè)安全閥。 4.流量連續(xù)，有脈動(dòng) 外嚙合齒輪泵Q在1127范圍內(nèi)，噪聲較大。齒數(shù)Z越少， Q越大。內(nèi)齒輪泵Q較小，約為13，噪聲也較小。 5結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉。 1）工作部件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 2）無(wú)泵閥 3）允許采用較高轉(zhuǎn)速n，通?？膳c電動(dòng)機(jī)直聯(lián) 4）與同樣Q的往復(fù)泵相比，尺寸、重量小

55、5）易損件少，耐撞擊工作可靠 6磨擦面較多用于排送不含固體顆粒并具有潤(rùn)滑性的油類。齒輪泵的特點(diǎn)齒輪泵的特點(diǎn) 這是一臺(tái)等待出廠的齒輪泵，進(jìn)出口呈水平方向。（二）螺桿泵：容積式轉(zhuǎn)子泵 螺桿泵的工作原理與齒輪泵相似，是借助轉(zhuǎn)動(dòng)的螺 桿與泵殼上的內(nèi)螺紋、或螺桿與螺桿相互嚙合將液體 沿軸向推進(jìn)，最終由排出口排出。典型結(jié)構(gòu)典型結(jié)構(gòu) 1.由缸套，主, 動(dòng)螺桿組成。 2.主、從動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)向相反。 3.各嚙合螺桿之間以及螺桿與缸套間的間隙很小，在泵內(nèi)形成多個(gè) 彼此分隔的容腔 1)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下部容腔V增大，吸入液體，然后封閉。 2)封閉容腔沿軸向上升 3)新的吸入容腔又在吸入端形成。 4)一個(gè)接一個(gè)的封閉容腔上移，液體就不斷被擠出。 4.螺桿反轉(zhuǎn)，則吸、排方向相反。 種類：?jiǎn)温輻U；雙螺桿；三螺桿種類：?jiǎn)温輻U；雙螺桿；三螺桿 （單吸式；雙吸式）（單吸式；雙吸式） 單螺桿泵結(jié)構(gòu)：螺桿和襯套組成液力端。單螺桿泵結(jié)構(gòu)：螺桿和襯套組成液力端。 螺桿材料：鋼；合金鋼。螺桿材料：鋼；合金鋼。 襯套材料：橡膠。襯套材料：橡膠。 雙螺桿和三螺桿泵結(jié)構(gòu)：一根主動(dòng)螺桿，其余為從動(dòng)螺桿雙螺桿和三螺桿