离心泵工作特性及相似定律PPT课件

1、第三节第三节离心泵的工作特性离心泵的工作特性 离心泵性能及调节 离心泵启动与运行 相似理论在离心泵中的应用 输送粘性液体性能曲线换算菜单菜单第1页/共36页1.1. 离心泵的性能及调节离心泵的性能及调节 离心泵的运行特性 泵的性能曲线 管路特性曲线 泵在不稳定工况下工作 离心泵运行工况的调节菜单菜单第2页/共36页1)离心泵的性能曲线离心泵的性能曲线是选择和使用是选择和使用泵的主要依据，泵的主要依据，有有“平坦平坦”和和“驼峰驼峰”状之状之分，分，“驼峰驼峰”状易产生不稳状易产生不稳定现象。定现象。H-QH-Q曲线曲线 N-Q曲线效率-Q曲线NPSHr-Q曲线菜单菜单第3页/共36页1)离心泵

2、的性能曲线离心泵的性能曲线是合理选择原动机是合理选择原动机功率和操作起动泵功率和操作起动泵的依据，按需流量的依据，按需流量变化范围中的最大变化范围中的最大规律再加上一定的规律再加上一定的安全余量，选择原安全余量，选择原动机功率。起动泵动机功率。起动泵应关闭排出管路上应关闭排出管路上的调节阀，可以减的调节阀，可以减小启动电流，保护小启动电流，保护电机电机H-QH-Q曲线曲线 N-Q曲线效率-Q曲线NPSHr-Q曲线第4页/共36页1)离心泵的性能曲线离心泵的性能曲线是检查泵工作经是检查泵工作经济性的依据，尽济性的依据，尽可能在高效区工可能在高效区工作。通常效率最作。通常效率最高点为额定点，高点为

3、额定点，也是设计工况点。也是设计工况点。目前取最高效率目前取最高效率以下以下5%-8%5%-8%范围范围内所对应的工况内所对应的工况为高效工作区为高效工作区H-QH-Q曲线曲线 N-Q曲线效率-Q曲线NPSHr-Q曲线第5页/共36页1)离心泵的性能曲线离心泵的性能曲线是检查泵工作是是检查泵工作是否发生气蚀的依否发生气蚀的依据。通常是按最据。通常是按最大流量下的大流量下的NPSHNPSHr r，考虑安全余量及考虑安全余量及吸入装置的有关吸入装置的有关参数确定泵的安参数确定泵的安装高度装高度H-QH-Q曲线曲线 N-Q曲线效率-Q曲线NPSHr-Q曲线菜单菜单第6页/共36页2)管路的特性曲线管

4、路的特性曲线菜单菜单第7页/共36页 H=Hst+BV2第8页/共36页3) 泵在不稳定工况下工作泵在不稳定工况下工作菜单菜单第9页/共36页1.2离心泵运行工况的调节离心泵运行工况的调节 改变泵特性曲线的调节 转速调节 切割叶轮外径调节 泵的串联或并联调节 改变装置特性曲线的调节 闸阀调节 液位调节 旁路分流调节菜单菜单第10页/共36页 改变泵特性曲线的调节a.转速调节b.切割叶轮外径调节c.改变前置导叶叶片角度的调节d.改变半开式叶轮叶片端部间隙的调节e.泵的串联或并联调节第11页/共36页改变装置特性曲线的调节改变装置特性曲线的调节a.闸阀调节闸阀调节b.液位调节液位调节c.旁路分流调

5、节旁路分流调节u改变管路特性曲线的调节第12页/共36页2 2 离心泵的启动与运行离心泵的启动与运行 启动前的准备工作 启动前检查 润滑油的名称、型号、主要功能和加注数量是否符合技术文件规定的要求； 轴承润滑系统、密封系统和冷却系统是否完好，轴承的油路、水路是否畅通； 盘动泵的转子12转，检查转子是否有摩擦或卡住现象； 在联轴器附近或皮带防护装置处，是否有妨碍转动的杂物； 泵、轴承座、电动机的基础地脚螺栓是否松动； 泵工作系统的阀门或辅助装置均应处于泵运转时负荷最小的位置，应关闭出口调节阀； 点动泵，看其叶轮转向是否与设计转向一致，若不一致，必需使叶轮完全停止转动后，调整电动机接线后，方可再启

6、动。菜单菜单第13页/共36页 充水水泵在启动以前，泵壳和吸水管内必须先充满水，这是因为有空气存在的情况下，泵吸入口的真空无法形成和保持。 暖泵输送高温液体的泵，如电厂的锅炉给水泵，在启动前必须先暖泵。这是因为给水泵在启动时，高温给水流过泵内，使泵体温度从常温很快上升到100200，这会引起泵内外和各部件之间的温差，若没有足够长的传热时间和适当控制温升的措施，会使泵各处膨胀不均，造成泵体各部分变形、磨损、振动等。菜单菜单第14页/共36页 启动程序 离心泵泵腔和吸水管内全部充满水并无空气，出口阀关闭。给水泵暖泵完毕。 对于强制润滑的泵，启动油泵向各轴承供油。 启动冷却水泵或打开冷却水阀。 合闸

7、启动，启动后泵空转时间不允许超过24min，使转速达到额定值后，逐渐打开离心泵的出口阀，增加流量，并达到要求的负荷。菜单菜单第15页/共36页 运行中的注意事项 泵制造厂对轴承的温度有规定滚动轴承的温升一般不超过40，表面温度不超过70，否则就说明滚动轴承内部出现毛病，应停机检查。如果继续运行，可能引起事故。对于滑动轴承的温度规定，应参阅有关泵的技术文件，处理方法与滚动轴承一样。 泵转子的不平衡，结构刚度或旋转轴的同心度差，都会引起泵产生振动。因此在泵运转时，用测振器在轴承上检查振幅是否符合规定。 为了保证泵的正常运转，叶轮的径向跳动和端面跳动不能超过规定的数值，否则会影响转子不平衡，产生振动

8、。菜单菜单第16页/共36页3 3 相似理论在泵中的应用相似理论在泵中的应用 离心泵相似理论 相似理论在离心泵中的应用 改变叶轮外径对泵性能的影响菜单菜单第17页/共36页3.1离心泵相似理论离心泵相似理论 相似条件 几何相似几何相似是指模型泵和实物泵对应点的几何尺寸成比例，比值相等，各对应角相等（包括叶片数z、叶片安装角和阻塞系数都相等）。即 式中，DM、Dsh 模型泵与实物泵的任一线性尺寸； i1 缩放比例。1112211iDDbbDDDDshMshMshMshMshAMA11shAMA22shMzzshM菜单菜单第18页/共36页 运动相似又称流动相似，它是指模型泵和实物泵各对应点的速度

9、方向相同，大小成比例，比值相等，对应角相等。即流体在各对应点的速度三角形相似，即 式中， nM、nsh 模型泵与实物泵的转速； i1 速度相似常数。cshMshMshMshMiuucccc22112211shMshshMMnninDnD1shAMA22shAMA11菜单菜单第19页/共36页 动力相似动力相似是指模型泵和实物泵相对应的各种同名力的方向相同，大小成比例，比值相等。流体在泵中流动主要受到以下四种力的作用：惯性力、粘性力、压力、重力。即 式中，I 流体的惯性力；F流体的粘性力；P流体的压力；G 流体的重力。shMshMshMshMGGPPFFII菜单菜单第20页/共36页 相似定律

10、流量相似定律已知泵的流量 两台泵工况相似时，其流量之比值为由式 ，由式，代入上式得上式为流量相似定律，它说明几何相似的泵，在相似的工况下运行时，其流量与几何尺寸的三次方、转速的一次方、容积效率的一次方成正比。 vrvrcbDcFQ222222VMMMrMMVshshshrshshMshcbDcbDQQ22222222shshMMshMnDnDccshMVMMVshshMshMshnnDDQQ3)(菜单菜单第21页/共36页 扬程相似定律 已知泵的扬程 两台泵工况相似时，其扬程之比值为将式 的关系代入上式，得上式为扬程相似定律，它说明几何相似的泵，在相似工况下运行时，其扬程与几何尺寸的平方、转速

11、的平方、水力效率的一次方成正比。 huhTgcuHH22bMMuMhshshushMshcucuHH2222shshMMshMnDnDcchMhshMshMshMshnnDDHH22)()(菜单菜单第22页/共36页 功率相似定律 已知泵的功率 两台泵工况相似时，其功率之比值为 将流量相似定律和扬程相似定律代入上式得 上式为功率相似定律，它说明几何相似的泵，在相似的工况下运行时，其功率与几何尺寸的五次方、转速的三次方、流体密度的一次方、机械效率的一次方成正比。hVmagQHgQHPhshvshmshMMMhMVMmMshshshaMashHQHQPPmshmMMshMshMshaMashnnD

12、DPP35)()(菜单菜单第23页/共36页 比转速式中各量的单位与国际上使用的 的单位相同，但这是一种有量纲的比转数，而且前面乘以3.65。式中，Q泵的流量，m3/s；H泵的扬程，m；n泵的转速，r/min；ns比转数， 。 4365. 3HQnns*sn432)(sm菜单菜单第24页/共36页3.2相似理论在离心泵中的应用相似理论在离心泵中的应用 相似方法设计泵将实物泵设计成模型泵，便于进行模型试验，或按照选定的高效模型泵设计实物泵。设计步骤为： 按给定的参数（Q、H、n）计算所设计泵的ns。 选择性能良好的模型泵，此模型泵与所设计泵的ns应相等或相近。 按设计泵和模型泵的参数Q、H、n计

13、算所方比例i1。 按照Dsh=DM/i1计算设计泵的各尺寸。算得的i1是不同的，一般选用其中较大的值。 有了设计泵的各尺寸，即可绘制设计图，并根据模型泵的性能曲线换算成设计泵的性能曲线。311)(iMshshMshMnnQQDDMshshMshMnnHHDD211)(i菜单菜单第25页/共36页 换算不同转速下泵的性能曲线32121221212121nnPPnnHHnnQQaa比例定律： MshMshMshaMashMshMshMshMshMshMshnnDDPPnnDDHHnnDDQQ35223122nnQQ 2122nnHH31212nnPPaa菜单菜单第26页/共36页 作相似状态曲线和

14、通用特性曲线菜单菜单第27页/共36页3.3改变叶轮外径对泵性能的影响改变叶轮外径对泵性能的影响 切割定律4222222222222222222222222222)(;)(;)(DDgQHHgQPPDDccHHDDcDcDcbDcbDcFcFQQaarrrrrr低比转数泵 菜单菜单第28页/共36页322222222222)(;)(;DDPPDDHHDDcFcFQQaarr高比转数泵 第29页/共36页 切割状态曲线及切割高效工区菜单菜单第30页/共36页4 4 输送粘性液体式离心泵性能曲线的换算输送粘性液体式离心泵性能曲线的换算 被输送液体的粘度对离心泵性能的影响离心泵输送粘液时，由于液体粘度比水大，泵流道内液体流动情况改变，各处的液体流速和压力重新分配，使泵的流量和扬程降低，并使泵的效率剧烈下降，轴功率也有所变化。 菜单菜单第31页/共36页 输送粘性液体时离心泵的性能曲线,K,HKHQKQHQ菜单菜单第32页/共36页思考题思考题 什么是离心泵的性能曲线？说明每条曲线所表示的意义和特