旋涡泵＆喷射泵

1、任务四任务四 旋涡泵旋涡泵 Volute pump 情境任务 掌握旋涡泵的结构原理、性能特点与管理掌握旋涡泵的结构原理、性能特点与管理 能力目标：能力目标：1、了解旋涡泵、了解旋涡泵的结构原理、主要零部件的结构原理、主要零部件 2、掌握、掌握旋涡泵旋涡泵的的性能特点性能特点 3、学会、学会旋涡泵旋涡泵的的维修保养与故障分析维修保养与故障分析 学习任务：学习任务：1、旋涡泵旋涡泵结构和工作原理；结构和工作原理； 2、旋涡泵旋涡泵的运行管理和保养。的运行管理和保养。 课内实践：课内实践：1、旋涡泵的拆装、旋涡泵的拆装； 2、旋涡泵旋涡泵的故障分析。的故障分析。 情境任务概要教学方法：教学方法：引导

2、文教学法引导文教学法海水淡化装置运行操作海水淡化装置运行操作 任务单任务单工作任务 1、旋涡泵结构和工作原理； 2、旋涡泵的运行管理和保养。 旋涡泵旋涡泵结构原理及性能的学习结构原理及性能的学习六步骤六步骤实施实施 评价评价 咨询咨询 决策决策 计划计划 引导文教学引导文教学检查检查 资讯阶段资讯阶段旋涡泵旋涡泵的分类的分类12开式旋涡泵的特点开式旋涡泵的特点3旋涡泵性能特点旋涡泵性能特点4 资资讯讯的的主主要要内内容容闭式旋涡泵的特点闭式旋涡泵的特点5旋涡泵受力分析旋涡泵受力分析旋涡泵常见故障及原因排除旋涡泵常见故障及原因排除6旋涡泵旋涡泵 资讯资料资讯资料引导文引导文 参考教材参考教材 课

3、件课件 录像录像 n引导文所属学习领域：旋涡泵所属学习领域：旋涡泵学习环境：船用旋涡泵的拆装操作学习环境：船用旋涡泵的拆装操作工作任务：工作任务： 1、旋涡泵结构和工作原理；、旋涡泵结构和工作原理； 2、旋涡泵旋涡泵的运行管理和保养。的运行管理和保养。 具体任务：通过旋涡泵的拆装操作，具体任务：通过旋涡泵的拆装操作， 了解旋涡泵结构和工作原理了解旋涡泵结构和工作原理1、旋涡泵的结构组成：、旋涡泵的结构组成： 2、旋涡泵的工作原理：、旋涡泵的工作原理： 3、旋涡泵的易损件有哪些：、旋涡泵的易损件有哪些：4、旋涡泵的受力分析：、旋涡泵的受力分析：5、旋涡泵的主要漏泄途径：、旋涡泵的主要漏泄途径：6

4、、旋涡泵的主要故障：、旋涡泵的主要故障：n根据所用叶轮型式的不同分为根据所用叶轮型式的不同分为n闭式旋涡泵闭式旋涡泵n开式旋涡泵开式旋涡泵旋涡泵的分类：旋涡泵的分类：一、闭式旋涡泵一、闭式旋涡泵n组成：闭式叶轮组成：闭式叶轮+开式流道开式流道n液体在泵内的液体在泵内的运动轨迹运动轨迹: 圆周运动圆周运动+纵向旋涡纵向旋涡n旋涡泵主要靠纵向旋涡传递能量，其强弱旋涡泵主要靠纵向旋涡传递能量，其强弱: 取决于叶轮内液体和流道内液体的离心取决于叶轮内液体和流道内液体的离心力之差；力之差； 受纵向旋涡流动阻力大小的影响，即与受纵向旋涡流动阻力大小的影响，即与叶片和流道的形状及叶片的数目有关叶片和流道的形

5、状及叶片的数目有关.n闭式旋涡泵的效率较高，闭式旋涡泵的效率较高，35%-45%n抗汽蚀性能差（抗汽蚀性能差（圆周速度较大，且液流情况复杂，速度圆周速度较大，且液流情况复杂，速度分布不均分布不均） ，汽蚀余量应较大，汽蚀余量应较大n不能排送汽液混合物，也无自吸（设汽不能排送汽液混合物，也无自吸（设汽液分离室使其具有自吸）液分离室使其具有自吸）n多为单级或二级多为单级或二级闭式旋涡泵的特点闭式旋涡泵的特点 (characteristic)二、开式旋涡泵二、开式旋涡泵n组成组成：叶轮：叶轮-开式叶轮开式叶轮n流道：流道：n普通闭式流道（克服离心力），效率较低；普通闭式流道（克服离心力），效率较低；

6、n向心开式流道，效率较高；向心开式流道，效率较高；n开式流道附加辅助闭式流道开式流道附加辅助闭式流道n与闭式旋涡泵相比，开式旋涡泵特点：与闭式旋涡泵相比，开式旋涡泵特点：1、 效率不高，效率不高，20%27%2、 抗汽蚀性能好（抗汽蚀性能好（圆周速度较小圆周速度较小 ）3、 有自吸能力，能抽送气液混合物有自吸能力，能抽送气液混合物n旋涡泵内漏途径：旋涡泵内漏途径：1、 叶轮端面与泵体和泵盖之间的轴向间叶轮端面与泵体和泵盖之间的轴向间隙（隙（0.10.15mm）2、 叶轮外圆与隔舌之间的间隙叶轮外圆与隔舌之间的间隙（0.150.30mm）三、旋涡泵的性能特点三、旋涡泵的性能特点n1、在较小流量范

7、围内获得较高的扬程、在较小流量范围内获得较高的扬程n 额定流量额定流量 Q=c A=KQ u A m3/snc液体在流道中的平均圆周速度，液体在流道中的平均圆周速度，m/s；一般一般为为56m/snKQ流量系数，闭式泵流量系数，闭式泵KQ =0、450、56，开式泵开式泵KQ =0、440、58nu叶轮在流道轴截面重心处的圆周速度，叶轮在流道轴截面重心处的圆周速度，m/snA流道轴截面面积，流道轴截面面积，m2。额定扬程额定扬程H=KH u2/2g mnKH扬程系数扬程系数n扬程是与叶轮直径和转速平方成正扬程是与叶轮直径和转速平方成正比。转速一般为比。转速一般为1450-2900r/minn同

8、样条件下可产生比离心泵高同样条件下可产生比离心泵高39倍的扬程倍的扬程nns为为640，属低比转数泵，属低比转数泵n2、具有陡降的、具有陡降的HQ曲线及下降的曲线及下降的PQ曲线曲线nQ为为0时，液体在流道时，液体在流道c圆周速度为圆周速度为0，纵向旋，纵向旋涡速度最大涡速度最大n流量调节：变速调节、回流调节流量调节：变速调节、回流调节n不能封闭启动不能封闭启动n3、效率较低（主要水力效率低）、效率较低（主要水力效率低）n4、可自吸、可自吸n吸高吸高45mn5、汽蚀性能较差、汽蚀性能较差n6、叶轮承受不平衡径向力，有时承受轴向、叶轮承受不平衡径向力，有时承受轴向力力 （1）径向力的方向：垂直于

9、通过隔舌）径向力的方向：垂直于通过隔舌的中间位置的轴截面，指向低压侧的中间位置的轴截面，指向低压侧 .径向力径向力由轴承承受由轴承承受 （2）流道截面双侧对称的旋涡泵理论）流道截面双侧对称的旋涡泵理论上不产生轴向力。单侧流道的旋涡泵的轴上不产生轴向力。单侧流道的旋涡泵的轴向力指向流道方向。向力指向流道方向。小型泵由止推轴承承受，有的采用液力自小型泵由止推轴承承受，有的采用液力自动平衡装置动平衡装置n7、不宜输送带固体颗粒或粘度过大的液体、不宜输送带固体颗粒或粘度过大的液体n8、结构简单，重量轻，体积小，制造和维、结构简单，重量轻，体积小，制造和维修方便。修方便。n 旋涡泵适用于小流量、高扬程、

10、功率较旋涡泵适用于小流量、高扬程、功率较小和需要自吸的场合小和需要自吸的场合43离心旋涡泵离心旋涡泵n组成：离心叶轮组成：离心叶轮+旋涡叶轮，是双级小旋涡叶轮，是双级小比转数自吸泵。比转数自吸泵。n优点：旋涡叶轮扬程相对较高和便于自优点：旋涡叶轮扬程相对较高和便于自吸；离心必需汽蚀余量小。吸；离心必需汽蚀余量小。 4-4 旋涡泵的管理旋涡泵的管理n一、 旋涡泵的装配与检修1、旋涡泵的拆装和检修与离心泵有许多共同之处n 叶轮损坏主要因未清除的焊渣进入泵内或被输送液体中含有砂质等颗粒杂质，在运转时损坏叶片。n 机械轴封装置应检查动环与静环接触面是否良好，弹簧是否松弛，橡皮密封圈是否老化，并予以修复

11、或换新。 2、旋涡泵主要零件的形状偏差及装配间隙：n （1）泵轴的各个配合轴颈处的径向跳动量，容差不超过0.02 mm。n （2）叶轮两端面对轴线的垂直度，容差不超过0.02 mm。n （3）旋涡泵叶轮与泵体（或隔板）间的轴向间隙一般为0.150.25 mm；离心泵叶轮与泵盖间的轴向间隙为0.41.0 mm。间隙可用垫片厚度调整。 3、泵装配好后，用手盘动转子，以判明有无摩擦和卡阻现象。1.起动后不出水： 泵内没有液体；空气漏入吸入管路；吸入高度超过要求；泵的转向不对；叶轮或管路堵塞。2.流量减小： 管路阻力太大；叶轮和管道淤塞；叶轮与泵壳轴向间隙过大；转速降低。3. 功率过大（电动机过载）：

12、 压头超出使用范围；泵体与叶片之间的间隙过小。4. 密封装置泄漏过多： 机械轴封装置中静环和动环发生歪斜；水中含固体颗粒杂质；机械轴封装置中弹簧松弛；橡皮密封圈老化。 二、旋涡泵常见故障及原因排除二、旋涡泵常见故障及原因排除决策阶段？ 做出决定，拆装步骤和范围 拆装的准备工作拆装的准备工作 拆装顺序拆装顺序 结构分析结构分析计划计划细化方案细化方案内容人员时间设备 根据学时和要检测的内容，确定典型设备根据学时和要检测的内容，确定典型设备拆装的人员，实施步骤，时间及记录等。拆装的人员，实施步骤，时间及记录等。计划计划细化方案细化方案实实 施施学生主导实施要点实施要点典型设备运行操作项目典型设备运

13、行操作项目 拆拆装装操操作作拆装前的准备工作拆装前的准备工作 1拆装步骤拆装步骤23结构分析结构分析评价阶段评价阶段 如何做得更好自评自评 互评互评 教师点评教师点评 任务五任务五 喷射泵喷射泵 jet pump 情境任务 掌握喷射泵的结构原理、性能特点与管理掌握喷射泵的结构原理、性能特点与管理 能力目标：能力目标：1、了解喷射泵、了解喷射泵的结构原理、主要零部件的结构原理、主要零部件 2、掌握、掌握喷射泵喷射泵的的性能特点性能特点 3、学会、学会喷射泵喷射泵的的维修保养与故障分析维修保养与故障分析 学习任务：学习任务：1、喷射泵喷射泵结构和工作原理；结构和工作原理； 2、喷射泵喷射泵的运行管

14、理和保养。的运行管理和保养。 课内实践：课内实践：1、喷射泵喷射泵的拆装的拆装； 2、喷射泵喷射泵的故障分析。的故障分析。 情境任务概要教学方法：教学方法：引导文教学法引导文教学法工作任务 1、喷射泵结构和工作原理； 2、喷射泵的运行管理和保养。 喷射泵喷射泵结构原理及性能的学习结构原理及性能的学习六步骤六步骤实施实施 评价评价 咨询咨询 决策决策 计划计划 引导文教学引导文教学检查检查 资讯阶段资讯阶段喷射泵的分类喷射泵的分类12喷射泵喷射泵的性能特点的性能特点3喷射泵的性能参数喷射泵的性能参数4 资资讯讯的的主主要要内内容容水射水泵的工作过程水射水泵的工作过程5喷射泵的能量损失喷射泵的能量

15、损失喷射泵喷射泵的使用和管理的使用和管理6喷射泵喷射泵 资讯资料资讯资料引导文引导文 参考教材参考教材 课件课件 录像录像 n引导文所属学习领域：所属学习领域：喷射泵喷射泵学习环境：喷射泵的拆装操作学习环境：喷射泵的拆装操作工作任务：工作任务： 1、喷射泵结构和工作原理；、喷射泵结构和工作原理； 2、喷射泵喷射泵的运行管理和保养。的运行管理和保养。 具体任务：通过喷射泵的拆装操作，具体任务：通过喷射泵的拆装操作， 了解喷射泵结构和工作原理了解喷射泵结构和工作原理1、喷射泵的结构组成：、喷射泵的结构组成： 2、喷射泵的工作原理：、喷射泵的工作原理： 3、喷射泵的易损件有哪些：、喷射泵的易损件有哪

16、些：4、喷射泵的能量损失分析：、喷射泵的能量损失分析：5、喷射泵的主要故障：、喷射泵的主要故障：CHAPTER 5 喷射泵喷射泵 jet pumpn工作流体：水、水蒸汽、空气工作流体：水、水蒸汽、空气n被引射流体：气体、液体、或有流动的固液混被引射流体：气体、液体、或有流动的固液混合物合物n喷射泵：无需任何运动部件传递能量喷射泵：无需任何运动部件传递能量n喷射器：工作流体或引射流体至少有一种是气喷射器：工作流体或引射流体至少有一种是气体体n应用应用蒸汽喷射泵蒸汽喷射泵AIR EJECTOR 液体喷射泵液体喷射泵LIQUID EJECTOR 空气喷射泵空气喷射泵AIR EJECTOR 一、水射水

17、泵的一、水射水泵的 工作过程工作过程n组成：喷嘴、吸入室、混合室、扩压室组成：喷嘴、吸入室、混合室、扩压室吸入室吸入室喷嘴喷嘴0.31.5MPaV=50m/s引射流体引射流体工作流体工作流体混合室混合室动量交换动量交换扩压室扩压室能量交换能量交换n1、喷射过程喷射过程 工作液体经喷嘴形成高速射流工作液体经喷嘴形成高速射流n喷嘴的组成：收缩的圆锥形或流线形管喷嘴的组成：收缩的圆锥形或流线形管 + 圆柱形短管圆柱形短管n工作水流量：取决工作压降（工作水流量：取决工作压降（Pd-Ps）和孔）和孔径径d1， （V1流速可达到流速可达到25-50m/s）n喷嘴损失喷嘴损失 l k l c C A A B

18、 B C 工作水 进口 排出口 吸入水进口 p P p s p d 喷嘴 吸入室 混合室 扩压室 2、引混过程引混过程n高速射流卷带被引射流体并与之在混合高速射流卷带被引射流体并与之在混合室进行动量交换室进行动量交换n吸引室的作用：是使高速流束的外周边吸引室的作用：是使高速流束的外周边界表面与引射流体相互接触进行动量互界表面与引射流体相互接触进行动量互换，逐渐渗混并带走引射流体。换，逐渐渗混并带走引射流体。n混合室的作用：使流体充分的进行动量混合室的作用：使流体充分的进行动量交换，以使其出口处的液流速度尽可能交换，以使其出口处的液流速度尽可能趋于均匀趋于均匀 l k l c C A A B B

19、 C 工作水 进口 排出口 吸入水进口 p P p s p d 喷嘴 吸入室 混合室 扩压室 n混合室长度为其圆柱段直径混合室长度为其圆柱段直径d3的的610倍倍n太短：出口速度不均匀太短：出口速度不均匀n太长：摩擦损失大太长：摩擦损失大n喉嘴面积比喉嘴面积比m： m=f 3/f1=d32/d12，决定泵性能的最决定泵性能的最重要尺寸参数。实际应用的水射水泵重要尺寸参数。实际应用的水射水泵m约约 0.525之间之间 l k l c C A A B B C 工作水 进口 排出口 吸入水进口 p P p s p d 喷嘴 吸入室 混合室 扩压室 喉嘴距喉嘴距Lcn最佳喉嘴距最佳喉嘴距Lc0.5m，

20、一般在（一般在（0.52）d1范范围内。围内。d1喷嘴出口内径喷嘴出口内径nLc太大，引射流量过大太大，引射流量过大nLc太小，引射流量过小，能量损失增大太小，引射流量过小，能量损失增大 l k l c C A A B B C 工作水 进口 排出口 吸入水进口 p P p s p d 喷嘴 吸入室 混合室 扩压室 混合室的水力损失混合室的水力损失n进口损失、混合摩擦损失，最主要是：进口损失、混合摩擦损失，最主要是：混合损失混合损失3、扩压过程、扩压过程n液流经扩压管将速度能转变为压力能液流经扩压管将速度能转变为压力能n扩压管是一段扩张的锥管，扩张角扩压管是一段扩张的锥管，扩张角8100时能量损

21、失最小时能量损失最小二、能量损失：二、能量损失：n无机械损失、容积损失，无机械损失、容积损失，n但水力损失很大。主要包括：喷嘴损失、混合但水力损失很大。主要包括：喷嘴损失、混合室进口损失、混合室摩擦损失、混合损失和扩室进口损失、混合室摩擦损失、混合损失和扩压室损失。压室损失。n其中混合损失是指速度相差很大的工作流体和被引射其中混合损失是指速度相差很大的工作流体和被引射流体在混合过程中进行动量交换而引起的能量损失流体在混合过程中进行动量交换而引起的能量损失流体在泵内各段的压力变化流体在泵内各段的压力变化喷嘴流量喷嘴流量锥角锥角 水水 气体气体vpsmppdvdQspP321121244三、四个概

22、念三、四个概念n扬程比扬程比h（相对压差（相对压差）：）： h=Pd /Pp=（PdPs）/（PpPs）n引射系数引射系数 （流量比）（流量比）： =Gs /Gp=引射流体的质量流量引射流体的质量流量 /工作流体工作流体的质量流量的质量流量 h =1/（1+ ）2n效率效率：n=引射流体得到的能量引射流体得到的能量 /工作流体失去的能工作流体失去的能量量=h /（1h）喉嘴面积比喉嘴面积比m（对性能影响最大）对性能影响最大）nm=f3 /f1=混合室圆柱段截面积混合室圆柱段截面积 / 喷嘴出口喷嘴出口截面积截面积m小但所能得到相对小但所能得到相对压差高压差高m3 高扬程泵高扬程泵m=37 中扬

23、程泵中扬程泵m7 低扬程泵低扬程泵喷射泵的效率较低喷射泵的效率较低n m值小的泵，因其引射的流体流量较小，混合损失也就相对较小，但流体在混合室和扩压室中的流速较大，故混合室摩擦损失、扩压室损失要大一些，其效率曲线比较陡峭，高效区较窄。n 而m值较大的泵，由于被引射的流体流量较大，混合损失较大，但其它损失相对小些，效率曲线比较平坦。n 在图5-2下部由虚线所画出的包络线，即表示水射水泵在不同引射系数下采用最佳m值时所能达到的最高效率。n 不同的引射系数采不同的引射系数采用最佳的用最佳的m值效率最值效率最高。高。m=35的泵效率的泵效率较高，当较高，当m=4，=1时效率最高，约为时效率最高，约为3

24、6.5%n临界流量比临界流量比crn临界扬程比临界扬程比hcrn泵的泵的m值为值为6.25。从。从图中可以看出，当泵图中可以看出，当泵所造成的扬程比所造成的扬程比h降低降低到一定程度后，泵的到一定程度后，泵的流量比流量比就不再增加，就不再增加，同时效率也急剧下降，同时效率也急剧下降，这时泵的流量比称为这时泵的流量比称为临界流量比（或临界临界流量比（或临界喷射系数），用喷射系数），用c r表表示。相应的扬程比称示。相应的扬程比称临界扬程比，用临界扬程比，用hcr表表示。示。 四、喷射泵的管理要点：四、喷射泵的管理要点：n1、 运行管理运行管理n（1）保持合适的）保持合适的Pp。若若PpPd /Pp Gp Gs 若若PpPd /Pp过多过多到到cr n（2）防止排出管脏堵，排出阀未开足，以免防止排出管脏堵，排出阀未开足，以免Pd，Gsn（3） 防止吸入阻力过大，以免防止吸入阻力过大，以免PsPd /Pp，Gsn（4） 工作流体与引射流体温度不宜过高，否则在工作流体与引射流体温度不宜过高，否则在低压处产生气穴低压处产生气穴2、 拆装检修拆装检修n（1） 喉嘴距喉嘴距Lc不能变。不能变。LcGs倒流倒