离心泵的工作特性

1、LOGO泵泵（离心泵的工作特性）（离心泵的工作特性）过程流体机械过程流体机械思考题u流体在离心泵叶轮中有哪几中运动速度？这些速流体在离心泵叶轮中有哪几中运动速度？这些速度之间的关系如何？速度三角形是如何得到的？度之间的关系如何？速度三角形是如何得到的？速度三角形的形状和大小和那些因素有关？速度三角形的形状和大小和那些因素有关？u离心泵的主要性能参数有哪些？这些参数又有那离心泵的主要性能参数有哪些？这些参数又有那些名称，相互之间存在什么关系？些名称，相互之间存在什么关系？u泵内存在哪几中损失？这些损失的原因分别是什泵内存在哪几中损失？这些损失的原因分别是什么？如何减小这些损失？么？如何减小这些损

2、失？菜单菜单第三节离心泵的工作特性u离心泵性能及调节离心泵性能及调节u离心泵启动与运行离心泵启动与运行u相似理论在离心泵中的应用相似理论在离心泵中的应用u输送粘性液体性能曲线换算输送粘性液体性能曲线换算菜单菜单1. 离心泵的性能及调节u离心泵的运行特性离心泵的运行特性n泵的性能曲线n管路特性曲线n泵在不稳定工况下工作u离心泵运行工况的调节离心泵运行工况的调节菜单菜单1)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”状状之分，之分，“驼峰驼峰”状易产生不状易产生不稳定现象。稳定现象。H-QH-Q曲线曲线 N-QN-Q曲线曲线效率效率-Q-Q曲

3、线曲线NPSHNPSHr r-Q-Q曲线曲线菜单菜单1)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-QN-Q曲线曲线效率效率-Q-Q曲线曲线NPSHNPSHr r-Q-Q曲线曲线1)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

4、高效区工作。通常效率最作。通常效率最高点为额定点，高点为额定点，也是设计工况点也是设计工况点。目前取最高效。目前取最高效率以下率以下5%-8%5%-8%范范围内所对应的工围内所对应的工况为高效工作区况为高效工作区H-QH-Q曲线曲线 N-QN-Q曲线曲线效率效率-Q-Q曲线曲线NPSHNPSHr r-Q-Q曲线曲线1)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，考虑安全余量及吸入装置的有及吸入装置的有关参数确定泵的关参数确定泵的安装高度安装高度H-QH-Q曲线曲线 N-QN-Q曲线

5、曲线效率效率-Q-Q曲线曲线NPSHNPSHr r-Q-Q曲线曲线菜单菜单2)管路的特性曲线菜单菜单uH=HH=Hstst+BV+BV2 23) 泵在不稳定工况下工作菜单菜单1.2离心泵运行工况的调节u改变泵特性曲线的调节改变泵特性曲线的调节n转速调节n切割叶轮外径调节n泵的串联或并联调节u改变装置特性曲线的调节改变装置特性曲线的调节n闸阀调节n液位调节n旁路分流调节菜单菜单u改变泵特性曲线的调节改变泵特性曲线的调节a.转速调节转速调节b.切割叶轮外径调节切割叶轮外径调节c.改变前置导叶叶片角度的调节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改变半开式叶轮叶片端部间隙的调节

6、e.泵的串联或并联调节泵的串联或并联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.旁路分流调节旁路分流调节u改变管路特性曲线的调节改变管路特性曲线的调节2 离心泵的启动与运行u启动前的准备工作启动前的准备工作n启动前检查n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；n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；n盘动泵的转子12转，检查转子是否有摩擦或卡住现象；n在联轴器附近或皮带防护装置处，是否有妨碍转动的杂物；n泵、轴承座、电动机的基础地脚螺栓是否松动；n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

7、口调节阀；n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，方可再启动。菜单菜单n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。n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u启动程序启动程序n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

8、泵完毕。n对于强制润滑的泵，启动油泵向各轴承供油。n启动冷却水泵或打开冷却水阀。n合闸启动，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u运行中的注意事项运行中的注意事项n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。n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。n为了保证泵的

9、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。菜单菜单3 相似理论在泵中的应用u离心泵相似理论离心泵相似理论u相似理论在离心泵中的应用相似理论在离心泵中的应用u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菜单菜单3.1离心泵相似理论u相似条件相似条件n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

10、单菜单n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n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。shMshMshMshMGGPPFF

11、II菜单菜单u相似定律相似定律n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n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

12、寸的平方、转速的平方、水力效率的一次方成正比。 huhTgcuHH22bMMuMhshshushMshcucuHH2222shshMMshMnDnDcchMhshMshMshMshnnDDHH22)()(菜单菜单n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。hVmagQHgQHPhshvshmshMMMhMVMmMshshshaMashHQHQPPmshmMMshMshMshaMashnnDDP

13、P35)()(菜单菜单u比转速比转速式中各量的单位与国际上使用的式中各量的单位与国际上使用的 的单位相同，但这的单位相同，但这是一种有量纲的比转数，而且前面乘以是一种有量纲的比转数，而且前面乘以3.653.65。式中，式中，Q Q泵的流量，泵的流量，m3/sm3/s；H H泵的扬程，泵的扬程，m m；n n泵的转速，泵的转速，r/minr/min；n ns s比转数，比转数， 。 4365. 3HQnns*sn432)(sm菜单菜单3.2相似理论在离心泵中的应用u相似方法设计泵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

14、型泵设计实物泵。设计步骤为：选定的高效模型泵设计实物泵。设计步骤为：n按给定的参数（Q、H、n）计算所设计泵的ns。n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。n按设计泵和模型泵的参数Q、H、n计算所方比例i1。n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。n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u换算不同转速下泵的性能曲线换算不同转速下泵的性能曲线32121221212121nnPPnnHHnnQQa

15、a比例定律：比例定律： MshMshMshaMashMshMshMshMshMshMshnnDDPPnnDDHHnnDDQQ35223122nnQQ 2122nnHH31212nnPPaa菜单菜单u作相似状态曲线和通用特性曲线作相似状态曲线和通用特性曲线菜单菜单3.3改变叶轮外径对泵性能的影响u切割定律切割定律4222222222222222222222222222)(;)(;)(DDgQHHgQPPDDccHHDDcDcDcbDcbDcFcFQQaarrrrrr低比转数泵 菜单菜单322222222222)(;)(;DDPPDDHHDDcFcFQQaarr高比转数泵高比转数泵 u切割状态曲线

16、及切割高效工区切割状态曲线及切割高效工区菜单菜单4 输送粘性液体式离心泵性能曲线的换算 u被输送液体的粘度对离心泵性能的影响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。效率剧烈下降，轴功率也有所变化。 菜单菜单u输送粘性液体时离心泵的性能曲线输送粘性液体时离心泵的性能曲线,K,HKHQKQHQ菜单菜单思考题u什么是离心泵的性能曲线？说明每条曲线所表示的意义和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点。特点。u什么是泵的相似定律、比例定律和切割定律？什么是泵的相似定律、比例定律和切割定律？u什么是比转数？为什么可用