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文檔簡介
1、水泵基礎知識目 錄第一部分、中國泵類產品市場特點 4一中國的泵制造業(yè)目前存在的問題 41.市場特征及現狀 42.泵制造企業(yè)統計數據 53.泵制造企業(yè)地域分布 5二泵類產品技術發(fā)展趨勢 51.泵行業(yè)技術發(fā)展的趨勢
2、 52.市場需求趨勢預測 7第二部分、泵的基本知識 11一什么是泵? 11二泵在各個領域的應用 12三泵的基本參數 12四泵的汽蝕現象 14五泵的特性曲線及其應用 16六離心泵的工作點和流量調節(jié) &
3、#160; 18七泵的全性能測試臺 19八泵體常用材料175條 19九中國泵行業(yè)行業(yè)標準大全 20第三部分、各種泵的基本原理 25一容積式液壓泵的工作原理 25二葉片泵的工作原理 25三離心泵的工作原理
4、160; 25四往復泵的工作原理 27五單螺桿泵的工作原理 28六螺桿泵的工作原理 30七真空助力泵的工作原理 33八通用機械真空泵設備工作原理 34九水環(huán)式真空泵/液環(huán)真空泵工作原理 35十羅茨泵的工作原理 35十一.旋
5、片式真空泵工作原理 36十二.熱泵知識 36十三.隔膜式定量泵浦動作原理 38十四.多功能氣動隔膜泵的工作原理 38十五.長柱塞抽油泵的工作原理及特點 40十六.精密計量泵的基本原理及其控制方法 40十七.柱塞式噴油泵結構工作原理
6、160; 43十八.斜盤式軸向柱塞泵的工作原理 44十九.奈莫泵工作原理 45二十.齒輪泵的工作原理 45二十一.擺線內嚙合齒輪泵的工作原理 46二十二.LCD背光驅動電荷泵的原理 47二十三.脈沖栓流氣力輸送泵的工作原理 48第四部分、泵的選型方法
7、 48一.泵選型一般程序及需要考慮的幾方面因素 48二.泵的選型步驟、方法及選型要求 50三.如何選擇水泵型號和規(guī)格? 51四.空調循環(huán)水泵的選擇 51五.潛水電泵的選型常識 53六.排水泵的選擇和要求 54七.如何在復雜化學介質中選用化工流程泵&
8、#160; 55八.重載荷化工流程泵選用說明 57九.螺桿泵應用特點與合理的選用方法 58十.旋轉柱塞泵的選擇 59十一.離心泵的類型和選用 59十二.如何恰當選擇計量泵 60十三.雙螺桿泵的選型技巧 65十四.三螺桿泵的選型技巧
9、160; 67十五.建筑給排水中消防泵的選擇 68十六.選擇生活給水泵的一般要求 69十七.小型水泵的選擇與使用方法 69第五部分、安裝、維護及其他 71一.水泵隔振安裝技術規(guī)程要求 71二.齒輪泵代替柱塞泵功能技術情況分析 71三.
10、工程機械液壓柱塞泵的使用與維修(直軸斜盤式柱塞泵) 73四.活塞式隔膜泵使用操作方法 76五.機械密封的密封失效原因分析 77六離心泵的調節(jié)方式與能耗分析 79七.離心泵的聯用 81八.單螺桿泵特性試驗 82九.潛水排污泵的維護與保養(yǎng)
11、 85十.影響泵用機械密封外部條件的研究 86十一.正確選擇機械密封是防止液泵泄漏關鍵 90十二.消防水泵接合器設計中的幾個問題 96十三.轉子的靜平衡和動平衡 97第一部分、中國泵類產品市場特點一中國的泵制造業(yè)目前存在的問題1.市場特征及現狀l 國有企業(yè)狀況堪憂,前途黯淡由于生產體制不適合生產力的發(fā)展,泵行業(yè)中國有
12、企業(yè)大多數都不太景氣,很多都已經停產、轉讓,瀕臨破產的邊緣l 民營企業(yè)紛紛崛起,扮演愈來愈重要的角色由于民營的體制與國有體制相比,較適合生產力的發(fā)展,近幾年來民營企業(yè)發(fā)展異??焖伲駹I企業(yè)的數量已遠遠大于國有企業(yè)的數量,民營企業(yè)的產值也遠大于國有企業(yè),泵企業(yè)中年產值最大的企業(yè)已經是民營企業(yè)。民營企業(yè)仍在繼續(xù)前進。l 由于市場采購形式的變化,市場競爭異常激烈由于采購市場的規(guī)范化和公開化,采購大多采取招投標、集中采購、政府采購等方式,使得市場競爭異常激烈,泵行業(yè)內企業(yè)之間自相殘殺現象相當嚴重
13、,價格大幅下降,利潤變薄。市場對產品質量、進度、價格、品牌等方面的要求越來越高。l 基礎研究工作開展的比較少,產品技術水平落后前幾年由于我國在基礎研究的投人比較少,科研成果取得少,泵行業(yè)產品設計的基礎理論和設計方法基本上沒有什么大的發(fā)展,引進的一些國外產品也不是最先進的產品,總體上講泵行業(yè)的技術水平是比較落后的。l 由于傳統的管理思想和企業(yè)經營者的素質較低,企業(yè)管理水平落后到目前為止,大多數泵行業(yè)企業(yè)領導的實際文化水平不高,素質偏低,沒有什么相應的先進管理模式,雖然許多企業(yè)已經拿到了15
14、09000認證證書和生產許可證,但實際管理模式還是老的辦法,企業(yè)的管理水平跟不上企業(yè)規(guī)模的發(fā)展速度,影響了企業(yè)的發(fā)展。l 企業(yè)發(fā)展速度和規(guī)模加快,技術人員供不應求我國的泵制造企業(yè),尚未形成真正的品牌優(yōu)勢,不具備強大的市場影響力?,F在的市場競爭,實際上是品牌、質量、價格、服務與信譽的競爭。我們要與國際知名品牌泵業(yè)公司合作,引進他們的先進技術和管理模式,結合中國實際,快速調整產品結構,開發(fā)實用性強、技術含量高、性能好的工業(yè)用泵。批量生產規(guī)模經濟,運用現代營銷戰(zhàn)略,對穩(wěn)步開發(fā)國內市場至關重要,是我們發(fā)展工業(yè)用泵的一條極其可行的發(fā)展出路。2.泵制造
15、企業(yè)統計數據表:2002-2003年中國525家泵生產制造企業(yè)統計數據年份 工業(yè)總產值(億元) 產品銷售收入(億元) 利潤總額(億元) 從業(yè)人數(萬人) 出口值(億元) 不變價 當年價
16、; 2003年 193.73 199.49 184.02 8.29 14.12 34.1520
17、02年 163.42 166.09 150.97 5.2 14.46 28.123.泵制造企業(yè)地域分布從上面的圖可以看出,全國泵制造企業(yè)主要集中在華東沿海地區(qū),華北沿海地區(qū)以及長江中游地區(qū),以上三個地區(qū)泵制造企業(yè)占全國的64;特別華東沿海地區(qū)(江蘇、浙江、上海)的泵制造企業(yè)占
18、全國的38。相對而言,西部地區(qū)泵制造企業(yè)就很少,占全國10都不到。浙江、江蘇、山東、遼寧是泵制造企業(yè)分布最多的省市,四個省企業(yè)數相加共有273家之多,占全國的比重達49.5。泵制造企業(yè)數超過10家的這13個省市相加一共有460家,占全國的83.3。二泵類產品技術發(fā)展趨勢泵在我國是應用最廣泛的通用機械產品,據不完全統計,我國每年泵產品的產值在400億元以上,每年全國發(fā)電量的20%一25%要消耗在泵產品上,全國泵產品的制造廠家在6000家以上。1.泵行業(yè)技術發(fā)展的趨勢隨著我國經濟的高速發(fā)展,市場競爭異常激烈,泵產品的技術水平對提高企業(yè)知名度和競爭力有著非常重要的作用。企業(yè)應非常嚴肅認真地對待這個問
19、題。企業(yè)應采取各種措施解決這個問題,如:引進國外先進技術、開展科研攻關、與外企合資合作等。通過不斷的努力,提高產品的技術水平和質量。以下就是今年泵行業(yè)技術發(fā)展的趨勢l 介質在泵內部流動的理論研究和產品設計方法需要突破研究開展的方向l 外部流場的流動狀態(tài)的掌握以及內部流場經計算后如何準確地進行判別。l 規(guī)定工況點軸向力、徑向力的準確計算,變工況后的軸向力、徑向力計算。l 多級泵平衡鼓
20、、平衡盤的準確設計。l 泵產品準確的結構計算。l 泵產品水力部分的優(yōu)化設計。l 建立一大批高效的可靠的混流泵、軸流泵水力模型。l 三元理論和二元理論設計方法在泵產品設計中的準確應用和推廣。l 泵產品的計算機輔助設計CAD、輔助試驗CAT、輔助制造CAMl 計算機技術在全球范圍
21、內發(fā)展速度異??焖?,各行各業(yè)都普遍廣泛地應用計算機技術,但在泵行業(yè)應用開展的不好,計算機的應用主要處于繪圖和計算器的作用,雖然開展了一些研究內容,但并不十分理想,沒有得到廣泛的應用。研究開展的方向:² 開發(fā)理想實用的設計軟件。² 用計算機技術和流體理論對內部流場進行準確的計算。² 泵產品水力部分模型制做應采用計算機技術。l 泵產品的機電儀一體化技術研究
22、隨著國民經濟的快速發(fā)展,各行各業(yè)都陸續(xù)規(guī)范化,使用單位對泵產品的要求越來越高,對機電儀一體化的要求越來越多,很多企業(yè)由于技術水平不高,一時還達不到用戶的要求。主要內容:自動監(jiān)控、自動調節(jié)工況、變頻技術應用、故障診斷分析等。l 特殊泵產品的設計在泵產品使用領域內,對泵產品有一些特殊的使用要求,由于種種原因,泵產品還不滿足這方面的要求,只能用一些相近的產品進行替代。但由于不能完整全面的滿足要求,使用效果并不理想。今后應廣泛地開展這方面的研究。幾種近期應研究的產品:² 氣混輸泵的設計
23、與制造。² 臨界、超臨界鍋爐給水泵的設計與制造。² 透平機械的設計與研究。² 煙氣脫硫泵的設計與研究。² 泵產品的可靠性研究l 隨著各行各業(yè)的快速發(fā)展,泵的使用單位對泵的可靠性要求愈來愈高,從歷史上看泵行業(yè)對這方面研究得較少,主要是沈陽水泵研究所開展了一些工作,編制了二個標準:JB/T68
24、81-1993泵可靠性測定試驗、JB/T68s2一1993泵可靠性驗證試驗,根據實際的應用需要,應開展這方面的研究。l 泵產品的節(jié)能研究泵產品的節(jié)能工作開展的時間比較長,但近期的效果不理想,隨著使用市場的規(guī)范和我國加人WTO后,這個問題又變得重要起來。傳統的節(jié)能觀點主要是考慮效率指標,實際上這是不正確的,是不全面的,產品的可靠性、選型、過流部件的材質、密封問題、使用壽命、工況點調節(jié)等方面對節(jié)能都有著重要的影響。應全方位的考慮節(jié)能問題2.市場需求趨勢預測預計到2005年,工業(yè)泵工業(yè)總產值將達到150億元,可實現銷售收入160億元。2010年,
25、工業(yè)泵行業(yè)工業(yè)總產值預計達到180億元,銷售收入達190億元,是2000年的150%。行業(yè)經濟效益將得到明顯的提高。泵產品國內市場的占有率也將從目前的84%左右,提高到90%。其中,火電、核電和"三大化工"中的重點產品市場2005年和2010年占有率分別達到75%和80%以上。未來10年,也是泵行業(yè)出口創(chuàng)匯增加幅度最大的時期,預測2005年、2010年的出口創(chuàng)匯額分別可達4.5億美元和7億美元左右。2005年和2010年產品的出口額將占到工業(yè)總產值的25%和32%左右。產品重點發(fā)展為超臨界火電機組配套用鍋爐給水泵、空冷火力發(fā)電機組用泵、核電站用泵,逐步填補油田、海上采油、煉
26、油和油品、石化等方面的特殊用泵空白,形成工業(yè)泵行業(yè)新的經濟增長點。工業(yè)泵出口的主要國家和地區(qū)是,東南亞、孟加拉、巴基斯坦、南非等地。表20052010年中國工業(yè)泵發(fā)展預測項目 單位 2005年 2010年 協會 行業(yè) 協
27、會 行業(yè)工業(yè)總產值(不變價) 億元 75.0 150.0 100.0 180.0銷售收入(當年價) 億元 80.0
28、 160.0 110.0 190.0重要產品產量 萬臺 30.7 42.2離心泵 萬臺 3.4 4.2鍋爐給水泵
29、萬臺 1.4 1.5軸流泵 萬臺 0.1 0.2混流泵 萬臺 1.4 1.8旋渦泵 萬臺
30、 0.7 0.9深井泵 萬臺 1.3 1.5潛水電泵 萬臺 3.6 4.8噴灌泵 萬臺
31、 6.0 8.0離心油泵(化工流程泵) 萬臺 1.2 1.6耐腐蝕泵 萬臺 2.0 2.6螺桿泵 萬臺 1.3
32、160; 3.0污水泵 萬臺 6.8 10.2泥漿泵、渣漿泵 萬臺 0.7 0.8水環(huán)真空泵及壓縮機 萬臺 0.5
33、 0.6計量泵(比例泵) 萬臺 0.5 0.6生產能力增長率 50 150利潤 億元 1.7
34、160; 3.4 2.4 4.1稅金 億元 8.2 9.8就業(yè)人口 萬人 11 21 14
35、; 20出口創(chuàng)匯 億美元 3.0 4.5 6.0 7.0l 未來各行業(yè)的市場需求² 電力電力工業(yè)是國民經濟的基礎產業(yè),近期,電力企業(yè)將進入大反展階段?;鹆Πl(fā)電將采用超臨界
36、和超級臨界常規(guī)火電機組。核電將提高設備的國產化。火電和核電的反展為泵行業(yè)提供良好的機遇,增添了新的市場。全國人均發(fā)電量約60KW.h,是世界人均用電水平的40%;我國人均裝機容量是0.2KW,是美國的6.6%。生活用電市場尚待開發(fā),因此,發(fā)電設備裝機容量還將穩(wěn)步發(fā)展,電站泵還將有一定的市場,年需各種泵幾千臺,其中主要泵種年需求量估算如下:給水泵90100臺前置泵90100臺循環(huán)泵6070臺強制循環(huán)泵2025臺冷凝泵6070臺冷凝器用水環(huán)真空泵6070臺離心式處灰泵800900臺往復式降灰泵400450臺偶合器3035臺計量泵800900臺處灰沖洗往復泵120170臺環(huán)保用隔膜泵400500臺水
37、煤漿和煤泥漿用泵120170臺冶金尾礦用泵500700臺² 核電由于安全、清潔、經濟、可靠、所以法國,德國、英國美國、加拿大、日本、韓國等發(fā)達國家核電發(fā)電量占總發(fā)電量的比重已大于17%,其中法國甚至于高達70%以上。而中國,2000年核電發(fā)電量16.2TW.h,占總發(fā)電量的比重僅為1.1%,裝機容量2.7GW,占0.9%。2010年核電發(fā)電量將達120TW.h,占比將提高到4。8%,裝機容量20GW,占3.7%,差距仍很遠。因此,核電站用泵將有較大的發(fā)展。預測每年平均需要泵種如下:主泵、上沖泵、停推領卻泵、噴淋泵、高壓安全注水泵、
38、硼酸泵、鍋爐給水泵、輔助給水泵、計量泵等合計14001800² 石油及石油的采集輸煉石油和天然氣是中國的主要能源,加快油氣資源的開發(fā),保持油氣產量穩(wěn)定持續(xù)增長,一直是國家極為關注的戰(zhàn)略任務。海上采油是采油工業(yè)重點發(fā)展的部門?,F有油田采集輸用泵需要更新,新開發(fā)的油田又要裝備足夠的采集輸用泵,因而采集輸用泵將有一個很大的市場。特別是沙漠油田的開發(fā)和海上采油規(guī)模的擴大,為工業(yè)泵行業(yè)提供了良好的市場機遇。今后中國仍將從國外進口一定數量的原油,因此,近期將繼續(xù)增大中國原油煉制你呢光里和油品的加工深度,這部分的泵需求量也將增長。其中主要泵種需
39、求量估算如下:單位:臺石油油田稠油泵約4500電潛泵800900注水泵10001500增壓泵15002000聚合物注水泵150200海上石油工業(yè)泵200240原油煉制離心油泵、離心水泵、耐腐蝕泵、氨泵、往復泵、比例泵、齒輪泵、旋渦泵、螺桿泵、電動試壓泵、泥漿泵等合計40005000² “三大化工”“三大化工”是指以石油、天然氣或煤為原料,通過人工合成生產乙烯、化肥和煤化工產品的工業(yè)。世界上常以乙烯的產量作為衡量一個國家石油化工發(fā)展水平和規(guī)模的主要標志。中國三大化工產品的產量還不到世界總產量的5,遠遠滿足不了國內的需求,因此,發(fā)展“
40、三大化工”及所需的設備制造是近期的主要任務?;び帽弥饕袃纱髩K市場,第一原有裝置的改擴建工程,第二是“三大化工”向大型化發(fā)展的大容量泵的需求。其中主要泵種需求量估算如下:單位:臺離心泵、高速泵、化工流程泵、耐腐蝕泵、耐磨泵和液下泵等合計約105000120000² 環(huán)保及城市自來水供應中國政府把環(huán)保產業(yè)列入了優(yōu)先發(fā)展領域。中國水污染治理市場潛力巨大。中國將要成倍增加城市污水和工業(yè)污水處理設施的建設,大規(guī)模的普及建設城市污水處理廠,在中國乃至世界各國都是空前的壯舉,由此帶來的污水處理用泵的巨大市場。我國水資源總量居世界第6位,但人
41、均水量只列世界第88位,相當世界平均水平的1/4,因此,城市自來水建設用泵仍將有一個穩(wěn)定的需求量。其中主要泵種需求量估算如下:單位:臺環(huán)保環(huán)保用泵合計約40006000城市自來水供應大型軸流泵、S泵等合計約12001500² “三農”及城鄉(xiāng)市場今后,中國將重點開發(fā)農業(yè)、農村和農民服務的機械裝置和產品,隨著人民生活水平的提高,城鄉(xiāng)人民日常所需的泵產品也越來越多。其中主要泵種需求量估算如下:小型螺桿泵、油浸式潛水泵、潛污水泵、自吸泵、管道泵、抽水機等合計約250萬臺A. 未來行業(yè)產
42、品結構調整及發(fā)展重點² 優(yōu)先發(fā)展的重點產品工業(yè)泵優(yōu)先發(fā)展的重點產品是:為國家重點建設服務配套產品;與國外相比,在我國仍處在落后地位或在國內尚屬空白的泵產品;有國際競爭力的出口創(chuàng)匯的產品,市場潛力大的消費類泵產品等。核電站用泵:核電站用泵將是未來十年市場增長幅度最大的泵,在中國也是與國外競爭力最薄弱的泵種?;痣姍C組用泵:大型火電機組用泵,包括超臨界機組、空冷機組,蒸汽-燃氣輪機聯合循環(huán)機組、除硫裝置用泵等。三大化工用泵:開發(fā)耐強腐蝕又耐磨的料漿泵、輸送固體顆粒開式葉輪流程泵、高吸入壓力泵、超低溫泵、高溫泵、高粘度泵、易凝固介質泵、成
43、品介質泵、溶劑泵、無泄漏泵、氣動泵、貧液泵、渦輪機組等。重點是開發(fā)大中型磁力泵,以解決無泄漏、輸送危險性、腐蝕性和稀有貴重的液體需要。油田、采油、煉油、及油品深加工用泵油田用泵方面,開發(fā)小塊油田注水泵,解決注水礦化高引起注水腐蝕問題;開發(fā)稠油集輸泵、油氣混輸泵、深井渦輪采油泵,提高深井潛油泵的質量和性能指標。海上采油方面,開發(fā)高壓海上平臺注水泵,以及注水模塊和注水模塊中的其他海上平臺用泵。在煉油及油品深加工方面,擴大現有流程泵的性能范圍,使其滿足年處理500800萬t煉油廠的生產需要,開發(fā)及提高瀝青泵、溶劑泵、渣油加氫脫硫泵、加氫進料泵;開發(fā)高壓小流量泵,并提高其效率和耐汽腐性。開發(fā)水處理用泵
44、系列和環(huán)保用泵,以及除泵外的水處理設備,擴大服務領域。發(fā)展水利排澇、河道、港口疏浚用潛水混流泵等泵產品。開發(fā)特種大泵,如渣漿泵,煤水泵和排水泵等.城市地鐵、高層建筑、道路橋梁用泵。² 適當限制發(fā)展的產品適當限制發(fā)展的產品的原則是:生產能力嚴重過剩的通用泵產品,在建能力過剩的投資熱點產品和產品技術已過成熟期,開始進入衰敗的產品。目前工業(yè)泵產品已嚴重過剩,根據第三次全國工業(yè)普查,泵類產品生產能力利用率57.2%,產品銷售率97.3%,庫存量超過生產量30%。庫存量的增加必定反映了這些泵的通用產品市場及能力過剩,因此,泵行業(yè)要限制再新增
45、加企業(yè)。² 堅決禁止生產的產品全部淘汰60年代及以前水平的產品,淘汰50%70年代水平的產品和行業(yè)中公布的淘汰產品。對能耗高、效率低、壽命短、振動和噪聲大的產品,以及使用在特殊場合的泵,其泄漏量不能符合要求的產品應予以禁止生產。第二部分、泵的基本知識一什么是泵?1. 泵是輸送液體或使液體增壓的機械。它將原動機的機械能或其他外部能量傳送給液體,使液體能量增加。2. 泵主要用來輸送水、油、酸、堿、乳化液、懸乳液和液態(tài)金屬等液體,
46、也可輸送液、氣混合物及含懸浮固體物的液體。3. 泵通??砂垂ぷ髟矸譃槿莘e式泵、動力式泵和其他類型泵三類。4. 容積式泵,依靠包容液體的密封工作空間容積的周期性變化,把能量周期性地傳遞給液體,使液體的壓力增加至將液體強行排出,根據工作元件的運動形式又可分為往復泵和回轉泵。5. 動力式泵,又叫葉輪式泵或葉片式泵,依靠旋轉的葉輪對液體的動力作用,把能量連續(xù)地傳遞給液體,使液體的動能(為主)和壓力能增加,隨后通過壓出室將動能轉換為壓力能,又
47、可分為離心泵、軸流泵、部分流泵和旋渦泵等。6. 其他類型的泵,以其他形式傳遞能量。如射流泵依靠高速噴射的工作流體將需輸送的流體吸入泵后混合,進行動量交換以傳遞能量;水錘泵利用制動時流動中的部分水被升到一定高度傳遞能量;電磁泵是使通電的液態(tài)金屬在電磁力作用下產生流動而實現輸送。7. 除按工作原理分類外,還可按其他方法分類和命名。如,按驅動方法可分為電動泵和水輪泵等;按結構可分為單級泵和多級泵;按用途可分為鍋爐給水泵和計量泵等;按輸送液體的性質可分為水泵、油泵和泥漿泵等。8. &
48、#160; 泵的各個性能參數之間存在著一定的相互依賴變化關系,可以畫成曲線來表示,稱為泵的特性曲線,每一臺泵都有自己特定的特性曲線二泵在各個領域的應用1. 從泵的性能范圍看,巨型泵的流量每小時可達幾十萬立方米以上,而微型泵的流量每小時則在幾十毫升以下;泵的壓力可從常壓到高達19.61Mpa(200kgf/cm2)以上;被輸送液體的溫度最低達-200攝氏度以下,最高可達800攝氏度以上。泵輸送液體的種類繁多,諸如輸送水(清水、污水等)、油液、酸堿液、懸浮液、和液態(tài)金屬等。2.
49、 在化工和石油部門的生產中,原料、半成品和成品大多是液體,而將原料制成半成品和成品,需要經過復雜的工藝過程,泵在這些過程中起到了輸送液體和提供化學反應的壓力流量的作用,此外,在很多裝置中還用泵來調節(jié)溫度。3. 在農業(yè)生產中,泵是主要的排灌機械。我國農村幅原廣闊,每年農村都需要大量的泵,一般來說農用泵占泵總產量一半以上。4. 在礦業(yè)和冶金工業(yè)中,泵也是使用最多的設備。礦井需要用泵排水,在選礦、冶煉和軋制過程中,需用泵來供水先等。5. &
50、#160; 在電力部門,核電站需要核主泵、二級泵、三級泵、熱電廠需要大量的鍋爐給水泵、冷凝水泵、循環(huán)水泵和灰渣泵等。6. 在國防建設中,飛機襟翼、尾舵和起落架的調節(jié)、軍艦和坦克炮塔的轉動、潛艇的沉浮等都需要用泵。高壓和有放射性的液體,有的還要求泵無任何泄漏等。7. 在船舶制造工業(yè)中,每艘遠洋輪上所用的泵一般在百臺以上,其類型也是各式各樣的。其它如城市的給排水、蒸汽機車的用水、機床中的潤滑和冷卻、紡織工業(yè)中輸送漂液和染料、造紙工業(yè)中輸送紙漿,以及食品工業(yè)中輸送牛奶和糖類食品等,都需要有大量
51、的泵。8. 總之,無論是飛機、火箭、坦克、潛艇、還是鉆井、采礦、火車、船舶,或者是日常的生活,到處都需要用泵,到處都有泵在運行。所以把泵列為通用機械,它是機械工業(yè)中的一類生要產品。三泵的基本參數1. 流量Qa. 離心泵的流量即為離心泵的送液能力,流量是泵在單位時間內輸送出去的液體量(體積或質量)。泵的流量取決于泵的結構尺寸(主要為葉輪的直徑與葉片的寬度)和轉速等。b. 體積流量用Q
52、表示,單位是:m3/s,m3/h,l/s等。c. 質量流量用Qm表示,單位是:t/h,kg/s等。d. 質量流量和體積流量的關系為:Qm=Q,式中液體的密度(kg/m3,t/m3),常溫清水=1000kg/m3。e. 計量單位換算:1L/s=3.6m3/h=0.06m3/min=60L/minf. 例:某臺泵流量50m3/h,求抽水時每小時重量?水的比重為1000公斤/立方米。解:
53、G=Q=50×1000(m3/h·kg/m3)=50000kg/h=50t/hg. 操作時,泵實際所能輸送的液體量還與管路阻力及所需壓力有關。2. 揚程Ha. 離心泵的揚程又稱為泵的壓頭,揚程是泵所抽送的單位重量液體從泵進口處(泵進口法蘭)到泵出口處(泵出口法蘭)能量的增值。也就是一牛頓液體通過泵獲得的有效能量。即單位重量液體通過泵所獲得的能量叫揚程。泵的揚程包括吸程在內,近似為泵出口和入口壓力差。b.
54、 泵的揚程大小取決于泵的結構(如葉輪直徑的大小,葉片的彎曲情況等、轉速c. 揚程用H表示,其單位是N·m/N=m,即泵抽送液體的液柱高度,習慣簡稱為米。d. 計量單位換算:泵的壓力用P表示,單位為Mpa(兆帕),H=P/.如P為1kg/cm2,則H=(lkg/cm2)/(1000kg/m3)H=(1kg/cm2)/(1000公斤/m3)=(10000公斤/m2)/1000公斤/m3=10m,1Mpa=10kg/cm2,H=(P2-P1)
55、/(P2=出口壓力P1=進口壓力)e. 目前對泵的壓頭尚不能從理論上作出精確的計算,一般用實驗方法測定:泵的揚程可同實驗測定,即在泵進口處裝一真空表,出口處裝一壓力表,若不計兩表截面上的動能差(即u2/2g=0),不計兩表截面間的能量損失(即f1-2=0),則泵的揚程可用下式計算:H=h0+(p2-p1)÷(g)注意以下兩點:l 式中p2為泵出口處壓力表的讀數(Pa);p1為泵進口處真空表的讀數(負表壓值,Pa)。l 注意區(qū)
56、分離心泵的揚程(壓頭)和升揚高度兩個不同的概念。² 揚程是指單位重量流體經泵后獲得的能量。在一管路系統中兩截面間(包括泵)列出柏努利方程式并整理可得:H=Z+p÷(g)+u2÷(g)+h1-2² 式中H為揚程,而升揚高度僅指z一項。² 例;現測定一臺離心泵的揚程。工質為20清水,測得流量為60m/h時,泵進口真空表讀數為-0.02Mpa,出口壓力表讀數為0.47Mpa(表壓),已知兩表
57、間垂直距離為0.45m若泵的吸入管與壓出管管徑相同,試計算該泵的揚程。u 解由式H=h0+(P2-P1)/g,查20,=998.2kg/m3h=0.45m p=0.47Mpa=4.7*105Pa p=-0.02Mpa=-2*105PaH=0.45+(4.7*105+2*105)/998.2/9.81=50.5m3. 轉速n:轉速是泵軸單位時間的轉數,用符號n表示,單位是r/min4. 汽蝕余量NPSHa. &
58、#160; 泵在工作時液體在葉輪的進口處因一定真空壓力下會產生汽體,汽化的氣泡在液體質點的撞擊運動下,對葉輪等金屬表面產生剝蝕,從而破壞葉輪等金屬,此時真空壓力叫汽化壓力。b. 汽蝕余量又叫凈正吸頭,是表示汽蝕性能的主要參數。汽蝕余量是指在泵吸入口處單位重量液體所具有的超過汽化壓力的富余能量。單位用米標注,用(NPSH)r。c. 吸程即為必需汽蝕余量h:即泵允許吸液體的真空度,亦即泵允許的安裝高度,單位用米。d. 吸程=
59、標準大氣壓(10.33米)-汽蝕余量-安全量(0.5米),標準大氣壓能壓管路真空高度10.33米。例如:某泵必需汽蝕余量為4.0米,求吸程h?解:h=10.33-4.0-0.5=5.83米5. 功率和效率a. 泵的功率通常是指輸入功率,即原動機傳至泵軸上的功率,故又稱為軸功率,用P或N表示;泵的軸功率即泵軸所需功率,其值可依泵的有效功率Ne和效率計算,即:N=Ne/=QHg/=QH/102(kW)b. 泵的有效功率又稱輸出功率,用Pe
60、表示。它是單位時間內從泵中輸送出去的液體在泵中獲得的有效能量。即:泵的揚程和質量流量及重力加速度的乘積。c. 因為揚程是指泵輸出的單位重液體從泵中所獲得的有效能量,所以,揚程和質量流量及重力加速度的乘積,就是單位時間內從泵中輸出的液體所獲得的有效能量,即泵的有效功率:Pe=gQH(W)=QH(W)式中泵輸送液體的密度(kg/m3);泵輸送液體的重度(N/m3);Q泵的流量(m3/s);H泵的揚程(m);g重力加速度(m/s2)。d. 軸功率P和有效功率Pe之差為泵內的損失功率,其大小用泵
61、的效率來計量。泵的效率為有效功率和軸功率之比,用表示:=Pe/P。e. Pe=gQH(W)或Pe=QH/1000(KW),:泵輸送液體的密度(kg/m3),:泵輸送液體的重度=g(N/m3),g:重力加速度(m/s),質量流量Qm=Q(t/h或kg/s)f. 泵在輸送液體過程中,軸功率大于排送到管道中的液體從葉輪處獲得的功率,因為容積損失、水力損失物機械損失都要消耗掉一部分功率,而離心泵的效率即反映泵對外加能量的利用程度。g. 泵的效
62、率值與泵的類型、大小、結構、制造精度和輸送液體的性質有關。大型泵效率值高些,小型泵效率值低些。6. 額定性能參數:指額定流量,額定轉速,額定揚程:根據設定泵的工作性能參數進行水泵設計,而達到的最佳性能,定為泵的額定性能參數,通常指產品目錄或樣本上所指定的參數值。如:50-125流量12.5m3/h為額定流量,揚程20m為額定揚程,轉速2900轉/分為額定轉速四泵的汽蝕現象1. 離心泵的汽蝕現象a. 離心泵的汽蝕現象是指被輸送液體由于在
63、輸送溫度下飽和蒸汽壓等于或低于泵入口處(實際為葉片入口處)的壓力而部分汽化,引起泵產生噪音和震動,嚴重時,泵的流量、壓頭及效率的顯著下降。b. 顯然,汽蝕現象是離心泵正常操作所不允許發(fā)生的。2. 避免汽蝕現象發(fā)生的關鍵是泵的安裝高度要正確,尤其是當輸送溫度較高的易揮發(fā)性液體時,更要注意。3. 汽蝕:液體在一定溫度下,降低壓力至該溫度下的汽化壓力時,液體便產生汽泡。把這種產生氣泡的現象稱為汽蝕。4.
64、; 汽蝕潰滅:汽蝕時產生的氣泡,流動到高壓處時,其體積減小以致破滅。這種由于壓力上升氣泡消失在液體中的現象稱為汽蝕潰滅。5. 泵在運轉中,若其過流部分的局部區(qū)域(通常是葉輪葉片進口稍后的某處)因為某種原因,抽送液體的絕對壓力降低到當時溫度下的液體汽化壓力時,液體便在該處開始汽化,產生大量蒸汽,形成氣泡。6. 當含有大量氣泡的液體向前經葉輪內的高壓區(qū)時,氣泡周圍的高壓液體致使氣泡急劇地縮小破裂。7. 在氣泡凝結破裂的同時,
65、液體質點以很高的速度填充空穴,在此瞬間產生很強烈的水擊作用,并以很高的沖擊頻率打擊金屬表面,沖擊應力可達幾百至幾千個大氣壓,沖擊頻率可達每秒幾萬次,嚴重時會將壁厚擊穿。8. 汽蝕過程:在水泵中產生氣泡和氣泡破裂使過流部件遭受到破壞的過程就是水泵中的汽蝕過程。9. 產生汽蝕的原因及危害水泵產生汽蝕后除了對過流部件會產生破壞作用以外,還會產生噪聲和振動,并導致泵的性能下降,嚴重時會使泵中液體中斷,不能正常工作。10. 離心泵的安裝高度Hg
66、a. 允許吸上真空高度b. 允許吸上真空高度Hs是指泵入口處壓力p1可允許達到的最大真空度Hs=(Pa-P1)/(g),根據Hs計算的安裝高度公式為:Hg=Hs-u12/2g-Hf0-1,而實際的允許吸上真空高度Hs值并不是根據式Hs=(Pa-P1)/(g)計算的值,而是由泵制造廠家實驗測定的值,此值附于泵樣本中供用戶查用。位應注意的是泵樣本中給出的Hs值是用清水為工作介質,操作條件為20及及壓力為1.013×105Pa時的值,當操作條件及工作介質不同時,需進行換算。c.
67、60; 輸送清水,但操作條件與實驗條件不同,可依下式換算Hs1Hs(Ha10.33)(H0.24)d. 輸送其它液體當被輸送液體及反派人物條件均與實驗條件不同時,需進行兩步換算:第一步依上式將由泵樣本中查出的Hs1;第二步依下式將Hs1換算成Hs最后再將Hs代入 計算出安裝高度。11. 汽蝕余量ha. 對于油泵,計算安裝高度時用汽蝕余量h來計算,即b.
68、 用汽蝕余量h由油泵樣本中查取,其值也用20清水測定。若輸送其它液體,亦需進行校正,詳查有關書籍。c. 從安全角度考慮,泵的實際安裝高度值應小于計算值。又,當計算之Hg為負值時,說明泵的吸入口位置應在貯槽液面之下。d. 例2-3某離心泵從樣本上查得允許吸上真空高度Hs=5.7m。已知吸入管路的全部阻力為1.5mH2O,當地大氣壓為9.81×104Pa,液體在吸入管路中的動壓頭可忽略。試計算:輸送20清水時泵的安裝;改為輸送80水時泵的安裝高度。u
69、60; 解:輸送20清水時泵的安裝高度已知:Hs=5.7mHf0-1=1.5mu12/2g0,當地大氣壓為9.81×104Pa,與泵出廠時的實驗條件基本相符,所以泵的安裝高度為:Hg=5.7-0-1.5=4.2m。輸送80水時泵的安裝高度輸送80水時,不能直接采用泵樣本中的Hs值計算安裝高度,需按下式對Hs時行換算,即:Hs1Hs(Ha10.33)(H0.24),已知Ha=9.81×104Pa10mH2O,由附錄查得80水的飽和蒸汽壓為47.4kPa。Hv=47.4×103Pa4.83mH2OHs15.7+1010.334.83+0.2
70、4=0.78m,將Hs1值代入式中求得安裝高度:Hg=Hs1Hf0-1=0.781.5=0.72m,Hg為負值,表示泵應安裝在水池液面以下,至少比液面低0.72m。五泵的特性曲線及其應用1. 離心泵的特性曲線a. 通常把表示主要性能參數之間關系的曲線稱為離心泵的性能曲線或特性曲線,實質上,離心泵性能曲線是液體在泵內運動規(guī)律的外部表現形式,通過實測求得。b. 離心泵的特性曲線是將由實驗測定的Q、H、N、等數據標繪而成的一組曲線。c.
71、160; 此圖由泵的制造廠家提供,供使用部門選泵和操作時參考。d. 不同型號泵的特性曲線不同,但均有以下三條曲線:H-Q線表示壓頭和流量的關系;N-Q線表示泵軸功率和流量的關系;-Q線表示泵的效率和流量的關系;e. 泵的特性曲線均在一定轉速下測定,故特性曲線圖上注出轉速n值。f. 離心泵特性曲線上的效率最高點稱為設計點,泵在該點對應的壓頭和流量下工作最為經濟。離心泵銘牌上標出的性能參數即為最高
72、效率點上的工況參數。g. 離心泵的性能曲線可作為選擇泵的依據。確定泵的類型后,再依流量和壓頭選泵。h. 例用清水測定一臺離心泵的主要性能參數。實驗中測得流量為10m3/h,泵出口處壓力表的讀數為0.17MPa(表壓),入口處真空表的讀數為-0.021Mpa,軸功率為1.07KW,電動機的轉速為2900r/min,真空表測壓點與壓力表測壓點的垂直距離為0.2m。試計算此在實驗點下的揚程和效率。u 解:泵的主要性能參數包括轉速n、流量Q、
73、揚程H、軸功率N和效率。直接測出的參數為轉速n=2900r/min,流量Q10m3/h=0.00278m3/s,軸功率N1.07KW,需要進行計算的有揚程H和效率。用式H=h0+(P2-P1)/(g)計算揚程H,已知:h0=0.5m,=1000kg/m3,P2/g=(1.7*105)/(1000*9.81)=1.73m,P1/g=(-2.1*104)/(1000*9.81)=-2.14m,于是H=0.5+17.3-(-2.14)=20m,Ne=HQg=20×0.00278×1000×9.81=545W=0.545kW,=Ne/N×100%=0.545/1
74、.07×100%=51%2. 影響離心泵性能的主要因素a. 液體物理性質對特性曲線的影響l 生產廠所提供的特性曲線是以清水作為工作介質測定的,當輸送其它液體時,要考慮液體密度和粘度的影響。l 粘度當輸送液體的粘度大于實驗條件下水的粘度時,泵體內的能量損失增大,泵的流量、壓頭減小,效率下降,軸功率增大l 密度離心泵的體積
75、流量及壓頭與液體密度無關,功率則隨密度增大而增加。b. 離心泵的轉速對特性曲線的影響l 當液體粘度不大,泵的效率不變時,泵的流量、壓頭、軸功率與轉速可近似用比例定律計算,即Q2/Q1=n2/n1,H2/H1=(n2/n1)2,N2/N1=(n2/n1)3,式中:Q1、H1、N1離心泵轉速為n1時的流量、揚程和功率。Q2、H2、N2離心泵轉速為n2時的流量、揚程和功率。l 上面的一組公式稱為比例定律。當轉速變化小于20%時,可認為效率不
76、變,用上工進行計算誤差不大。若在轉速為n1的特性曲線上多選幾個點,利用比例定律算出轉速為n2時相應的數據,并將結果標繪在坐標紙上,就可以得到轉速為n2時的特性曲線。c. 葉輪直徑對特性曲線的影響:l 當泵的轉速一定時,其揚程、流量與葉輪直徑有關。:Q2/Q1=D2/D1,H2/H1=(D2/D1)2,N2/N1=(D2/D1)3l 式中:Q1、H1、N1離心泵轉速為在D1時的流量、揚程和功率。Q2、H2、N2離心泵轉速為D2時的流量、
77、揚程和功率六離心泵的工作點和流量調節(jié)1. 管路特性曲線a. 當離心泵安裝在特定的管路系統中時,泵應提供的流量和壓頭應依管路的要求而定。b. 管路所需壓頭與流量的關系曲線稱為管路特性曲線,其方程用下式表示He=A+BQe22. 離心泵的工作點a. 當泵安裝在一定管路系統中時,泵的特性曲線與管路與曲線的交點即為泵的工作點。b.
78、60; 工作點所示的流量與壓頭既是泵提供的流量和壓頭,又是管路所需要的流量和壓頭。c. 離心泵只有在工作點工作,管中流量才能穩(wěn)定。d. 泵的工作點以在泵的效率最高區(qū)域內為宜。3. 離心泵的流量調節(jié)a. 對一臺泵而言,特性曲線不會變,而管路特性曲線可變。b. 當泵的工作點所提供的流量不能滿
79、足新條件下所需要的流量時,即應設法改變泵工作點的位置,即需要進行流量調節(jié)。c. 流量調節(jié)的方法有:l 在離心泵出口管路上裝一調節(jié)閥,改變閥門開度,即改變管路特性曲線He=A+BQe2中之B值,閥門開大,工作點遠離縱軸;閥門關小,工作點靠近縱軸l 這種調節(jié)方法的優(yōu)點是,操作簡便、靈活。其缺點是,閥門關小時,管路中阻力增大,能量損失增大,從而使泵不能在最高效率區(qū)域內工作,是不經濟的。用改變閥門開度的方法來調節(jié)流量多用在流量調節(jié)幅度不大、而
80、經常需要調節(jié)的場合。l 改變泵的轉速,即改變泵的特性曲線。l 車削葉輪外徑也改變泵的特性曲線。l 采用以上兩種方法均可改變泵的曲線。用這些方法調節(jié)流量在一定范圍內可保證泵在高效率區(qū)內工作,能量利用較經濟,但不方便,流量調節(jié)范圍也不大,故應用不廣泛。七泵的全性能測試臺1. 能通過精密儀器準確測試出泵的全部性能參數的設備為全性能測試臺。2.
81、160; 國家標準精度為B級。3. 流量用精密蝸輪流量計測定,揚程用精密壓力表測定。吸程用精密真空表測定。功率用精密軸功率機測定。轉速用轉速表測定。效率根據實測值:n=rQ102計算。八泵體常用材料175條15 25 35 45 000Cr16Ni60Mo17Ti 00Cr14Ni14Si4 00Cr17Ni13Mo2N 00Cr18Ni10 00Cr18Ni10N
82、00Cr18Ni5Mo3Si2 00Cr20Ni25Mo4.5Cu 00Cr20Ni25Mo4Cu 00Cr20Ni33Mo2Cu3Nb 00Cr30Ni42Mo3Cu2 0Cr13Ni25Mo3Cu3Nb 0Cr13Ni7Si4 0Cr16Ni60Mo17W4(軋) 0Cr16Ni60Mo17W4(鑄) 0Cr17Ni4Cu4Nb 0Cr17Ni7Al
83、0Cr18Ni11Nb 0Cr18Ni9Ti 0Cr19Ni9 0Cr20Ni25Mo5Cu2 0Cr20Ni30Mo2Cu3 0Cr20Ni42Mo3Cu2 0Cr30Ni42Mo 12CrNi2 15CrMo 16MnCrS5 1Cr13 1Cr17 1Cr17Ni2 1Cr18Ni12Mo2Ti 1Cr1
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