水泵基本知识学习教案

1、会计学1水泵水泵(shubng)基本知识基本知识第一页，共41页。第2页/共41页第二页，共41页。4、离心泵原理(yunl)示意图第3页/共41页第三页，共41页。1、泵是输送液体并提高液体压力的机器。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加，主要用来输送液体，包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等。根据不同(b tn)的工作原理可分为容积水泵、叶片泵等类型。容积泵是利用其工作室容积的变化来传递能量;叶片泵是利用回转叶片与水的相互作用来传递能量。2、叶片泵一般为离心泵、轴流泵、混流泵。3、泵分类有：按用途如循环泵、消防泵、试压泵、排污泵等，按行业如石油泵、冶金泵、化

2、工泵、渔业泵、水利泵等，按原理如活塞泵、齿轮泵、叶片泵、真空泵等，按介质如清水泵、污水泵、热水泵、机油泵、气泵、水泵、油泵。第4页/共41页第四页，共41页。 离心泵在工作时，依靠高速旋转的叶轮，液体(yt)在惯性离心力作用下获得了能量以提高了压强。离心泵在工作前，泵体和进口管线必须罐满液体(yt)介质，防止气蚀现象发生。当叶轮快速转动时，叶片促使介质很快旋转，旋转着的介质在离心力的作用下从叶轮中心向边沿飞出，泵内的水被抛出后，叶轮的中心部分形成真空区域。一面不断地吸入液体(yt)，一面又不断地给予吸入的液体(yt)一定的能量，将液体(yt)排出。离心泵便如此连续不断地工作。第5页/共41页第

3、五页，共41页。(1)水沿离心泵的流经方向是沿叶轮的轴向吸入，垂直于轴向流出，即进出(jnch)水流方向互成90。(2)由于离心泵靠叶轮进口形成真空吸水，因此在起动前必须向泵内和吸水管内灌注引水，或用真空泵抽气，以排出空气形成真空，而且泵壳和吸水管路必须严格密封，不得漏气，否则形不成真空，也就吸不上水来。(3)由于叶轮进口不可能形成绝对真空，因此离心泵吸水高度不能超过10米，加上水流经吸水管路带来的沿程损失，实际允许安装高度(水泵轴线距吸入水面的高度)远小于10米。第6页/共41页第六页，共41页。 由于混流泵的叶轮(yln)形状介于离心泵叶轮(yln)和轴流泵叶轮(yln)之间，因此，混流泵

4、的工作原理既有离心力又有推力，靠两者的综合作用，水则以与轴组成一定角度流出叶轮(yln)，通过蜗壳室和管路把水提向高处。第7页/共41页第七页，共41页。(1)混流泵与离心泵相比，扬程较低，流量较大，与轴流泵相比，扬程较高，流量较低。适用于平原、湖区排灌(pigun)。(2)水沿混流泵的流经方向与叶轮轴成一定角度而吸入和流出的，故又称斜流泵。第8页/共41页第八页，共41页。(1)单级单吸离心泵，水由轴向单面进入叶轮，叶轮只有一个，因此称为单级单吸离心泵。其特点是，与混流泵、轴流泵相比，扬程较高，流量较小，结构简单，使用方便。(2)性能范围 泵口径50200毫米，流量12.5400立方米/时，

5、扬程8125米，配套动力有柴油机直联、皮带传动，电动机直联，功率1.1110千瓦，转速14502900转/分。(3)老的泵型号有BA、B型单级单吸离心泵，80年代，我国根据国际标准和排灌(pigun)机械实际情况，确定IB型、IQ型单级离心泵系列产品作国家专业标准和行业标准。第9页/共41页第九页，共41页。(1)单级双吸离心泵，水由轴向从叶轮两面进水的单级双吸离心泵，因泵盖和泵体是采用水平(shupng)接缝进行装配的，又称为水平(shupng)中开式离心泵。与单级单吸离心泵相比，效率高、流量大、扬程较高。但体积大，比较笨重，一般用于固定作业(2) 性能范围：流量16018000立方米/时，

6、扬程12125米，进水口直径1501400毫米，转速2950、1450、970、730、585、485、360转/分。(3)单级双吸离心泵有S型、Sh型、SA型、SLA型几种型号，S型与Sh型的区别是，从驱动端看，S型泵为顺时针方向旋转，Sh型为逆时针方向旋转。SLA型为立式单级双吸离心泵。第10页/共41页第十页，共41页。(1)与单级泵相比，其区别在于多级泵有两个以上的叶轮，能分段地多级次地吸水和压水，从而将水扬到很高的位置，扬程可根据需要而增减水泵叶轮的级数。(2) 性能(xngnng)范围：流量6.3720立方米/时，扬程16600米，进水口径：50、75、100、125、150、20

7、0毫米，其中50125毫米泵型为高转速2950转/分，150200毫米泵型转速为1480转/分。(3)多级离心泵有立式和卧式两种型式，主要型号有D型、DL型多级离心泵，DW、DWL型小型多级离心泵。第11页/共41页第十一页，共41页。目前离心泵产品型号一共有32种，分别是：SG管道离心泵、ISW卧式管道离心泵、QDLF不锈钢多级离心泵、GC锅炉给水离心泵、DL立式多级离心泵、GDL多级管道离心泵、PBG屏蔽式管道离心泵、YG立式管道油泵、ISWR卧式热水(r shu)泵、ISWH卧式化工泵、ISWB卧式管道油泵、ISG立式管道离心泵、IRG立式热水(r shu)循环泵、IHG立式管道化工泵、

8、ISGB便拆式管道离心泵ISGD低转速离心泵、ISWD低转速离心泵、IS单级单吸清水离心泵、IH单级单吸化工离心泵、FS卧式玻璃钢离心泵、S型玻璃钢离心泵、GBW浓硫酸离心泵、FSB型氟塑料合金离心泵、AFB、FB耐腐蚀离心泵、TSWA卧式多级离心泵、ZX自吸式离心泵、S、Sh单级双吸离心泵、LG高层建筑给水多级离心泵、CDLF不锈钢立式多级离心泵、D多级离心泵、CYZ-A自吸式离心泵、IHF氟塑料合金化工离心泵。第12页/共41页第十二页，共41页。型 号泵 的 名 称型 号泵 的 名 称ISB或BAD或DADLYYGFPISO3国际标准型单级单吸离心水泵单级单吸悬臂式离心清水泵多级分段式离

9、心泵多级立式管形离心泵离心式油泵离心式管道油泵耐腐蚀泵屏蔽式离心泵S或shDSKDKDSZFYWWX单级双吸式离心水泵多级分段式首级为双吸叶轮多级中开式离心泵多级中开式首级为双吸叶轮自吸式离心泵耐腐蚀液下式离心泵一般旋涡泵旋涡离心泵第13页/共41页第十三页，共41页。1、离心泵的叶轮是把原动机的能量通过离心力的作用传递给泵内的液体，使液体增加速度和压力，促使泵内液体排出去，进口管路中的液体被吸进来。2、叶轮常用的材料有：铸铁HT2040、HT2547，铸钢ZG15、ZG25，铸铜ZGCuR，不锈钢1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9Ti，另外也有用铝铸铁的。3、叶轮按其结构不同可分为四种

10、(s zhn)形式：靠前种形式，由前盖板、后盖板、叶片和轮毂组成，称为封闭式叶轮（图a）；第二种形式，由后盖板、叶片和轮毂组成，称为半开式叶轮（图b）；第三种形式，由叶片和轮毂组成，称为全开式叶轮（图c）；第四种(s zhn)形式，7由两个前盖、叶片和轮毂组成，有两个分布在两侧的两个吸入口，称为双吸式叶轮（图d）。第14页/共41页第十四页，共41页。 半开式和全开式叶轮常用来输送含杂质较多的液体；双吸式叶轮常用于排量大的场合，抗气蚀性能(xngnng)好，效率比较高。第15页/共41页第十五页，共41页。 泵壳也叫泵体，它由吸水室、叶轮室和压水室等连接在一起，是水泵的通道。离心泵的泵壳外形为

11、蜗壳，内部有断面逐渐增大的螺旋状的水流通道，将液体均匀地导入叶轮，并收集(shuj)从叶轮高速流出的液体，送入下级叶轮或导向出口(改变液体的流动方向)；实现能量转换，变动能为压能；连接其他零部件，并起支撑作用。 水泵进出水管的法兰盘上设有安置真空表和压力表的螺孔；泵壳顶端设有用于启动前灌水或抽真空的接头螺孔；底部还有用于检修时泵体排水的螺孔。第16页/共41页第十六页，共41页。 密封环又称口环、减漏环、承磨环。叶轮的吸入口外缘与泵壳之间留有一定的间隙，间隙过小，将引起机械磨损；间隙过大，叶轮室内高压水流就会通过间隙大量倒流到吸水室，大大降低水泵的效率。所以，为了使间隙尽量减小，同时又使磨损后

12、便于更换和修复，常在叶轮的吸入口外缘与泵壳之间增加了凹凸的口环。它是水泵机械密封中最主要的零件，其性能好坏直接关系到水泵密封效果和寿命。因此，对水泵密封环的材料、结构、形状、尺寸以及表面加工质量等都有较高的要求。密封环材料必须具备足够的强度、硬度(yngd)、耐磨性、耐温性、耐冲击韧性和疲劳强度等，并且要具有良好的加工性和合理的经济性。第17页/共41页第十七页，共41页。 轴封机构主要由填料函、水封管、填料环、填料压盖组成。填料函的作用主要是为了封闭泵壳与离心泵泵轴之间的空隙，不让泵内的水流不流到外面来也不让外面的空气进入到泵内，始终保持水泵内的真空；水封管作用当离心泵泵轴与填料摩擦产生热量

13、就要靠水泵内高压水通过水封管注水到填料环内使填料冷却并阻断空气入内，保持水泵的正常运行。所以在离心泵的运行巡回检查过程中对填料函的检查是特别要注意。 在更换或加设填料时，一定要注意水封管的出口正对填料环凹槽，确保水封管内水流畅通。 填料压盖的螺栓必须安全可靠，调节必须稳妥，确保轴封机构有水滴，仅每分钟不得超过60滴。第18页/共41页第十八页，共41页。 在泵轴穿过泵壳的地方(dfng)，旋转的泵轴和固定的轴封机构之间存在摩擦，会给泵轴造成好大的机械磨损。磨损后便于更换和修复，常在这段泵轴外固定一个外套，这个外套就叫轴套。轴套材料必须具备足够的强度、硬度、耐磨性、耐温性、耐冲击韧性和疲劳强度等

14、，并且要具有良好的加工性和合理的经济性。第19页/共41页第十九页，共41页。 流量，又称排水量、出水量，是指水泵(shubng)在单位时间内输送出的水量（体积或重量）。常用符号“Q”表示。单位是:m3/s，m3/h，l/s等。水泵(shubng)铭牌上的流量是指水泵(shubng)的额定流量（设计流量），在此工况运行时，效率最高。第20页/共41页第二十页，共41页。 扬程，又称水头，扬程是水泵所抽送的单位重量液体从泵进口处(泵进口法兰)到泵出口处(泵出口法兰)能量的增值。常用符号“H”表示。也就是一牛顿液体通过泵获得的有效(yuxio)能量。其单位是Nm/N=m，即泵抽送液体的液柱高度，习

15、惯简称为米。（1）、低压泵：扬程20m；（2）、中压泵 ：扬程 20-100m；（3）、高压泵：扬程100m ； 第21页/共41页第二十一页，共41页。 功率是指水泵所需要的外加功率，它是由动力机通过泵轴传递而使叶轮轴获得功率，所以也称轴功率，用符号“P”表示。 水泵在运行时不可避免地有各种损失：（1）由于泵的泄漏所造成的损失称为容积损失v；（2）流体流过叶轮、泵壳时，流速大小和方向的改变以及逆压强梯度的存在引起了环流和旋涡，造成了能量损失，这种损失称为水力损失h。（3）高速转动的叶轮与液体间的摩擦以及轴承(zhuchng)、轴封等处的机械摩擦造成的损失称为机械损失M。 泵的轴功率P=gQH

16、/1000（kw),其中纯净水的密度=1000Kg/m3,重力系数g=9.8,流量的单位为m3/s,扬程的单位为m,为效率，单位为%。例如：KQSN600-M19/540水泵P=gQH/1000=10009.810.8532100088%=303（kw） P=P效+v+h+M第22页/共41页第二十二页，共41页。 效率标志着水泵传递(chund)能量的有效程度。它是水泵有效功率与轴功率的比值。般用符号 “”表示，通常写成百分数 “%”形式。即=100% 叶片泵内的功率损失由三部分组成，即机械损失，容积损失和水力损失;与之相对应的是机械效率，容积效率和水力效率。要提高水泵效率，必须尽量减小机械

17、损失和漏水量;保证过水表面光滑，避免锈蚀和堵塞;并力求改善过水部分的设计、制造和装配，从而达到经济运行的目的。第23页/共41页第二十三页，共41页。 轻速是指泵轴每分钟旋转的周数。用符号“n”表示。单位是:转/分钟，即r/min。铭牌(mngpi)上标示的为额定转速。大型叶片系采用同步电动机的转速作为额定转速。 第24页/共41页第二十四页，共41页。 允许吸上真空高度，是指为了保证水泵内的压力最低点不发生(fshng)汽蚀而允许的水泵进口处的最大真空度，用H表示，也简称吸程。水泵内的压力最低点是指叶轮进口附近的叶片背面的低压区，当该区的压力下降到水的汽化压力后，就会在水泵叶轮进口处发生(f

18、shng)汽蚀，使水系过流部件遭到破坏，并影响运行特性，因此要尽量是免水系发生(fshng)汽蚀。即水泵在运行时，要保证水系叶轮进口处的真空度小于水泵生产厂家给出的允许吸上真空度H。吸程=标准大气压（10.33米）-汽蚀余量-安全量（0.5米）标准大气压能压管路真空高度10.33米。第25页/共41页第二十五页，共41页。 汽蚀余量h是指在水泵进口处单位重量的水所具有的大于该水温下汽化压力的剩余能量。临界汽蚀余量，是指泵内压力最低点的压力为汽化压力时，泵进口处单位重量的水所具有的大于该汽化压力的剩余能量。对于泵，计算安装高度时用汽蚀余量h来计算，即泵允许吸液体的真空度，亦即泵允许的安装高度，单

19、位用米。用汽蚀余量h由油泵样本中查取，其值也用20清水测定(cdng)。若输送其它液体，亦需进行校正，详查有关书籍。第26页/共41页第二十六页，共41页。 水泵的性能参数如流量Q、扬程H、轴功率P、转速n、效率、汽蚀余量之间存在的一定的关系。他们之间的量值变化关系用曲线来表示，这种曲线就称为水泵的性能曲线。 水泵性能曲线主要有三条曲线：流量扬程曲线、流量功率曲线、流量效率曲线。比较第27页/共41页第二十七页，共41页。 水泵的性能参数之间的相互变化关系及相互制约性：（1）首先以该水泵的额定转速为先决条件的。（2）所有性能曲线是在某一流量时，反应扬程、功率、效率、汽蚀余量之间的一种变量。从这

20、些变量中寻找水泵运行的最高效率和参数。（3）流量扬程性能曲线，它是离心泵的基本的性能曲线。一般的说，当流量小时，扬程就高，随着流量的增加扬程就逐渐下降。（4）流量功率性能曲线，轴功率是随着流量而增加的，当流量Q=0时，相应的轴功率并不等于零，而为一定值（约正常运行的60%左右）。这个功率主要消耗于机械损失上。此时水泵里是充满水的，如果长时间的运行，会导致泵内温度不断升高，泵壳，轴承会发热，严重时可能使泵体热力变形，我们称为“闷水头”，此时扬程为最大值，当出水阀逐渐打开时，流量就会逐渐增加，轴功率亦缓慢的增加。（5）流量效率曲线它的曲线象山头形状，当流量为零时，效率也等于零，随着流量的增大，效率

21、也逐渐的增加，但增加到一定数值之后效率就下降了，效率有一个最高值，在最高效率点附近，效率都比较高，这个区域称为高效率区。第28页/共41页第二十八页，共41页。 轴流泵叶轮装有27个叶片，在圆管形泵圆管形泵壳壳内旋转。叶轮上部的泵壳上装有固定导叶固定导叶，用以消除液体的旋转，用以消除液体的旋转运动运动，使之变为轴向运动，并把旋转运动的动能转变为压力能。轴流泵一般为立式，叶轮浸没在水下面，也有卧式或斜式轴流泵。轴流泵的叶片分固定式和可调式两种结构。大型轴流泵的使用工况(主要指流量)在运行中常需要作较大的变动，调节叶片的安装角可使泵在不同工况下保持在高效率区运行。小型泵的叶片安装角一般是固定的。

22、第29页/共41页第二十九页，共41页。 第30页/共41页第三十页，共41页。 轴流泵的吸入室直接(zhji)将吸水池中的水引向叶轮人口。吸入室应该在最小的阻力情况下，使叶轮入口处的液体流速、压力分布均匀。为改善水泵的进水条件,减少水力损失，提高抗气蚀性能，中、小型轴流泵常用的吸入室是喇叭管吸入室和直收缩管吸人室，大型轴流泵常用的是肘形和钟形吸入室。喇叭管形吸入室结构简单，水力性能好。直收缩管吸入室多用于卧式布置的轴流泵。肘形吸入室由圆锥形收缩段、弯曲段及进水段所组成。钟形吸人室由进水段、吸入室、导水锥及喇叭管等组成。喇叭管吸入室肘形吸入室第31页/共41页第三十一页，共41页。 不同型式的

23、轴流泵，它们的动叶片调节机构是不相同的。全调节的轴流泵动叶片调节机构，一般分为下列几种。1.杠杆式动叶片调节机构。2.蜗轮蜗杆式动叶片调节机构。3.机械液压式动叶片调节机构。轴流泵采用改变叶片装置角的调节方法，调节效率较高，不产生节流损失。而且泵在叶片调节以后，仍能在最佳效率区内工作。 第32页/共41页第三十二页，共41页。 导水叶即轴流泵的压水室，导水叶一般用铸铁制成，固定在叶轮上方，不随叶轮转动而转动，导水叶外壳呈圆锥形，扩散角一般不大于810：导叶一般为612片，导叶的进口边与叶轮叶片的出口(ch ku)边平行，导叶的出水边一般为90或稍大，其作用是把从叶轮流出的水的旋转运动变为轴向运

24、动，并经过扩散的锥形导水叶外壳，把一部分动能转化为压能，减少水力损失，导叶毂内装有下导轴承。水流从导水叶流出后，经一段直管(其长度视扬程而定)进入出水弯管。出水弯管的转弯角度通常为60或75，曲率半径常取弯管进口半径的152倍。出水弯管一般用铸铁制成，其上部装有上导轴承和填料函。 第33页/共41页第三十三页，共41页。 轴流泵与离心泵的工作原理不同，它主要是利用叶轮的高速旋转所产生的推力提水。轴流泵叶片旋转时对水所产生的升力，可把水从下方推到上方。 轴流泵的叶片一般(ybn)浸没在被吸水源的水池中。由于叶轮高速旋转，在叶片产生的升力作用下，连续不断的将水向上推压，使水沿出水管流出。叶轮不断的

25、旋转，水也就被连续压送到高处。1 1、轴流泵工作、轴流泵工作原理原理第34页/共41页第三十四页，共41页。 2 2、轴流泵工作、轴流泵工作(gngzu)(gngzu)特性特性(1)水在轴流泵的流经方向是沿叶轮的轴向吸入、轴向流出，因此称轴流泵。流入流出同向。(2)扬程低(113米)、流量大、效益高，适合于平原、湖区、河区排灌。(3)起动前不需灌水，操作简单。(4)轴流泵在零流量时的轴功率最大，因此泵在启动前必须先打开排出管路上的阀，以减小启动功率。(5)轴流泵流量调节是靠叶片调节，不利于闸阀调节。第35页/共41页第三十五页，共41页。 3 3、轴流泵特性、轴流泵特性(txng)(txng)

26、曲线曲线(1)扬程随流量的减小而剧烈增大，Q-H曲线陡降，并有转折点。（2）QN曲线也是陡降曲线，当Q0，其轴功率N0(1.21.4) 设计工况时的轴功率。(3)Q-曲线呈驼峰形。高效率工作的范围很小，流量在偏离设计工况点不远处效率就下降很快。采用闸阀调节流量是不利的。第36页/共41页第三十六页，共41页。 比转数是假设水泵的扬程H=1m，有效功率P效=1HP，流量Q=0.075m3/s时，相应的转速，用ns表示。它反映了叶片泵叶轮构造和水力性能及尺寸大小综合指标，是水泵比较、分类和设计选型重要参数。它与转速是两个不同(b tn)的概念。一般来讲，若转速相同，ns越大，水泵的流量就越大，扬程

27、越低，反之，ns越小，流量越小，扬程越大。 比转数30300的为离心泵，250600的混流泵，5002000的为轴流泵。 H额定扬程m Q额定流量m3/sNs比转数 n额定转速r/min例如：KQSN600-M19/540参数：0.85m3/s，转速990r/min，扬程32m，计算得 =3.65=2531 1、水泵的比转数、水泵的比转数第37页/共41页第三十七页，共41页。（1）变阀调节，将出水管路的闸阀关小时，管路阻力增大，闸阀管得越小，附加阻力越大，相应的流量就越小。（多用于离心泵）（2）变速调节，水泵转速(zhun s)的变化将引起水泵性能的变化，采用降低或升高转速(zhun s)的办法来扩大水泵的使用范围。（惯用于轴流泵）（3）变径调节，沿外径车小离心