第1講 概論、泵零件

1、1第一章 概 論水工藝泵與泵站的作用及發(fā)展2前前 言言n學(xué)時(shí)安排：水泵基礎(chǔ)理論（20）+泵站（16）n課堂任務(wù)q（1）有關(guān)基礎(chǔ)知識（包括概念、公式定律及分析思路）；q（2）介紹與專業(yè)生產(chǎn)聯(lián)系較緊密的技能常識；q（3）介紹泵業(yè)發(fā)展新動向及研究前沿課題。n課后任務(wù)q自學(xué)，作業(yè)q參考課堂內(nèi)容查閱資料q課外科研3一、泵的定義一、泵的定義n定義：q將其它形式的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能并傳遞給被輸送介質(zhì)的動能和壓能的一種機(jī)械n背景知識：q泵是我國三大耗能機(jī)械產(chǎn)品（汽車、機(jī)床、水泵）之一，水泵效率提高1%即相當(dāng)于我國新建了一座300MW發(fā)電廠。q用電量：n給排水工程用電量的95-98%用于泵運(yùn)行，占制水成本的407

2、0%n泵與風(fēng)機(jī)用電占全國電能總耗的21%，占工業(yè)用電的約50%，各工業(yè)部門機(jī)泵用電量均占60%以上。n例如：電力72.43%；化肥76%；煉油58.15%；油田63.3%4二、泵的分類二、泵的分類n根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)有不同的分類方法：n介質(zhì)性質(zhì)（用途）：q清水泵、污水泵、渣漿泵、油泵n泵體結(jié)構(gòu)：q葉片泵q容積泵（往復(fù)泵或活塞泵、轉(zhuǎn)子泵）q其他類型泵（螺旋泵、氣升泵、射流泵、水錘泵）q葉片泵按輸送特性或工作原理分為：離心泵、軸流泵、混流泵q給排水、石油化工、航空航天、水利水電中最常用的泵為葉片泵q葉片泵定義：通過高速旋轉(zhuǎn)的葉輪把機(jī)械能傳給被抽吸液體的機(jī)械。5離心泵6軸流泵7混流泵89三、作用和地位三

3、、作用和地位n1、作用：輸送、加壓、混合q水泵及水泵站是給排水工程的主體動力工程q一種醫(yī)用泵人體血液體外循環(huán)泵，即是泵與給排水工程關(guān)系的最好例子，即心臟與肌體的關(guān)系，輸送介質(zhì)即為血液。n2、泵站在給排水中的位置q給水廠：n取水泵站（取自水源）凈水處理工藝構(gòu)筑物（過濾反沖洗）送水泵站（至用戶管網(wǎng)）q污水處理廠：n污水泵站（收集污水）水處理工藝構(gòu)筑物（回流污泥泵房、排污泵）排水泵站（或自排入水體）q輸送管道工程：中途加壓泵站（給水）、提升泵站（排水）10四、泵的研究現(xiàn)狀四、泵的研究現(xiàn)狀n泵應(yīng)用研究所關(guān)心的兩大問題q工程實(shí)用性：不同類型的泵應(yīng)滿足各行各業(yè)工藝要求，且具有易維修及耐久性；q經(jīng)濟(jì)運(yùn)行：泵

4、工藝制造方面造價(jià)低，實(shí)際運(yùn)行費(fèi)用低。n主要研究q泵的設(shè)計(jì)理論：提高效率、汽蝕防治、消除駝峰（小流量不穩(wěn)定運(yùn)行）、無過載設(shè)計(jì)等q泵的優(yōu)化運(yùn)行n研究動態(tài)q特種泵的設(shè)計(jì)：大型、高速、多相流泵、無密封泵q舉例：低比轉(zhuǎn)速泵、超低比轉(zhuǎn)速泵、渣漿泵（固液兩相流）、高溫高揚(yáng)程泵（鍋爐水）、低溫高壓泵（液態(tài)氮、液態(tài)二氧化碳）、電動潛油泵、砂泵、磁力驅(qū)動離心泵。其他特種泵如往復(fù)泵（揚(yáng)程高，流量穩(wěn)定）11四、泵站的研究現(xiàn)狀四、泵站的研究現(xiàn)狀n節(jié)能改造措施q更換耗能大的老設(shè)備；改造設(shè)備包括切割葉輪外徑、減少葉輪級數(shù)，改用高效率泵和機(jī)電；合理設(shè)計(jì)選型等，進(jìn)一步節(jié)能的潛力在于運(yùn)行中的優(yōu)化調(diào)度。n設(shè)計(jì)選型的誤區(qū)q一般沒有過

5、多考慮經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，而按最不利工況選泵。實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，各廠的原料一般達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，減量較大，處理量時(shí)大時(shí)小，靠閥門調(diào)節(jié)流量能耗很大。第二章12第二章 葉 片 式 水 泵 泵的工作原理、基本構(gòu)造及主要零件第二章13第一節(jié) 離心泵的工作原理與基本構(gòu)造 n一、葉片泵發(fā)展的歷史一、葉片泵發(fā)展的歷史n二、葉片泵特點(diǎn)二、葉片泵特點(diǎn) q 依靠葉輪高速旋轉(zhuǎn)完成能量轉(zhuǎn)換n三、葉片泵的分類三、葉片泵的分類 根據(jù)水流通過葉輪時(shí)的受力方向：q徑向流離心泵主力為離心力q軸向流軸流泵主力為軸向升力q斜向流混流泵主力為離心力和軸向升力的合力 第二章14一、工作原理 nP6圖2-1 q轉(zhuǎn)速Hq半徑Hn質(zhì)點(diǎn)繞定位的中心軸作圓周

6、運(yùn)動時(shí)受到離心力作用 流面流線和流面流線第二章15二、構(gòu)成 nP6圖2-2單級單吸式離心泵 ，P7 圖2-3葉輪n葉輪、泵殼、泵軸、軸承、進(jìn)水口、擴(kuò)壓室、支座、軸封n吸水管、出水管 第二章16三、工作過程 nP7圖2-3n1、離心、真空工作、連續(xù)n2、能量的轉(zhuǎn)換及損失 第二章17第二節(jié) 離心泵主要零件 n根據(jù)工作原理理解主要部件的結(jié)構(gòu)及其作用nP8圖2-4 重點(diǎn)五大部件，結(jié)合認(rèn)識實(shí)習(xí)進(jìn)一步建立感性認(rèn)識n依次為：q葉輪、泵殼、泵軸、填料函、減漏環(huán)、軸承、泵座、聯(lián)軸器 第二章18一、葉輪n1、作用：通過其旋轉(zhuǎn)時(shí)介質(zhì)流體獲得離心力 n2、形狀、型式 q根據(jù)吸水方式分為:單吸式、雙吸式（P7圖2-3、

7、P8圖2-5） q根據(jù)蓋板數(shù)分為:封閉式、敞開式、半開式（P8圖2-6） q其形狀（前彎式、后彎式、徑向式、空間式葉片等）通過水力計(jì)算決定 n3、材料:鑄鐵、鑄鋼、青銅及其它新型材料（特點(diǎn)：耐磨、耐腐蝕、機(jī)械強(qiáng)度） 第二章19 圖2-1 葉輪投影圖 a) 軸面投影 b) 平面投影D1、D2-葉輪的進(jìn)出口直徑 b1、b2-葉輪的葉片進(jìn)出度 1、2-葉輪的葉片進(jìn)出口安放角 D0-葉輪進(jìn)口直徑b1D0a)b)D2D1b212第二章20二、泵殼 n1、作用:q水流通道、導(dǎo)流，其漸擴(kuò)面的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量減小速度梯度，保證良好的水力條件 n2、形狀:蝸殼形、螺旋形q特點(diǎn)：漸擴(kuò)斷面時(shí)流速保 持常數(shù)，出口擴(kuò)散管使流

8、速降低增加壓能以減小水力損失n3、材料:q鑄鐵、青銅（特點(diǎn)：耐壓、耐磨、耐腐蝕、抗沖擊） n4、其他:q充水、放氣孔真空、壓力表測壓螺孔 第二章21三、泵軸n作用:q葉輪的旋轉(zhuǎn)中心，其轉(zhuǎn)速不能與共振的臨界轉(zhuǎn)速相當(dāng)或成倍數(shù)以防止共振 n材料:q碳素鋼、不銹鋼(特點(diǎn)：抗扭強(qiáng)度、剛度、撓度)第二章22四、填料函n作用: 軸封裝置，泵軸穿出泵殼時(shí)，軸與泵殼之間的縫隙 n組成: q填料又叫盤根（阻水、阻氣）；壓蓋（壓緊填料）；q水封環(huán)、水封管（水封水有水封管流入軸與填料的間隙，起冷卻與潤滑的作用） 第二章23五、減漏環(huán)n作用:q減少葉輪入口的外圓與泵殼內(nèi)壁接縫處高低壓的交界面的泵殼內(nèi)高壓水向吸水口回流、

9、承磨（承磨環(huán)）n形式:單環(huán)型、雙環(huán)型、雙環(huán)迷宮型 n材料: 第二章24其它零件n六、軸承座六、軸承座q作用：支承 q分類構(gòu)造特性：滾動、滑動荷載大?。簼L柱、滾珠荷載特性：徑向、止推q2.冷卻：空冷、水冷 n七、泵座七、泵座q作用：將泵體與底板或基礎(chǔ)相固定第二章25其它零件 n八、聯(lián)軸器八、聯(lián)軸器q作用： (P10圖2-14) 連接泵軸與電機(jī)軸、傳遞電機(jī)出力 n九、軸向力平衡措施九、軸向力平衡措施q(P10圖2-15、16) 單吸離心泵，由于葉輪在軸向上缺乏對稱性，工作是 前后兩側(cè)水壓力不同，產(chǎn)生軸向推力習(xí)題：n1、理解離心泵的工作原理及工作過程n2、離心泵主要部件及作用第二章26參觀模型室 參觀內(nèi)容：n 1.泵的型式 q(1)離心泵葉片、軸流泵葉片、混流泵葉片q(2)雙吸離心泵、單吸離心泵 q(3)單級離心泵、多級離心泵n 2.泵體構(gòu)造 q葉片（葉輪）、泵殼、泵軸、填料函、減漏環(huán)、軸承、泵座、聯(lián)軸器 n 3.水環(huán)真空泵 n4.射流泵n5.軸流泵裝置模型 n6.離心泵裝置 n7.離心泵的起動過程（抽真空啟動、閘閥的操作）n8.離心泵主要性能參數(shù)的測量與計(jì)算雙吸離心泵零件圖27