流体输送机械泵

1、流体输送机械1概 述流体输送设备分类： 输送液体泵(pumps) 输送气体通风机、鼓风机、压缩机、真 空泵 按流体类型按工作方式 旋转式：借助于高速旋转的叶轮使流体获得能量。包括离心式、轴流式输送机械 容积式：利用活塞或转子的挤压使流体升压以获得能量。包括往复式、旋转式输送机械 流体作用式：依靠能量转换原理以实现输送流体任务。如喷射泵2第一节、离心泵一、基本结构及工作原理离心泵(centrifugal pump)31、基本结构固定的泵壳（Volute）旋转的叶轮(impeller)42、离心泵的工作原理53.离心泵的工作过程叶轮中心低压液体吸入灌泵 叶轮高速旋转 离心作用 静压能和动能 叶轮外

2、缘 流道扩大 动能 静压能 液体排出 排液过程 吸液过程 泵壳 674.气缚现象：装设底阀(单向阀)(止逆阀)8二、主要部件1、叶轮作用结构 前弯叶片、后弯叶片、径向叶片类型开式、半开式和闭式单吸式和双吸式吸入方式 传递能量9思考：三种叶轮中哪一种效率高？闭式叶轮的内漏较弱些，敞式叶轮的最大。但敞式叶轮和半闭式叶轮不易发生堵塞现象。10双吸式：吸液量大无轴向推力双吸单吸112、泵壳 汇集液体并导出液体，能量转换装置4、轴封：作用防止漏液或外界空气漏进泵内类型软填料或机械(高)密封3、导轮：减少液体进入蜗壳时的碰撞未装导轮装导轮12三、主要性能参数铭牌13H，又称扬程(head)，泵对单位重量(

3、1 N)流体提供的有效能量，m。可测量Q，泵单位时间实际输出的液体量，m3/s或m3/h。可测量转速流量压头n，单位r.p.s或r.p.m14轴功率，无量纲效 率泵轴所需功率，电动机传给泵轴的功率，P有效功率单位时间内液体从泵中叶轮获得的有效能量，PePPe15与效率有关的各种能量损失：小型水泵：一般为60-85%大型水泵：可达90%以上容积损失水力损失机械损失泵轴与轴承、密封圈等机械部件之间的摩擦内漏环流损失、摩擦损失、冲击损失16四、离心泵的特性曲线HqVPqVqV厂家实验测定产品说明书额定转速、标定状况（大气压101.325kPa，20oC清水）17泵性能实验装置示意图18 (1)HqV

4、线: qV, H讨论：(2)PqV线: qV, P qV = 0P=Pmin最高点：泵的设计工况点。注意：实际生产中，泵不可能正好在设计工况下运转，一般取最高效率以下7%范围内为高效区。所以，离心泵启动时，关闭出口阀。(3)qV线: qV,先后19离心泵的转速对特性曲线的影响当液体的粘度不大，转速变化小于20%时，认为效率不变，有： 比例定律液体黏度对特性曲线的影响黏度，qV ，H ， P ，黏度增大，叶轮内液体流速降低，使流量减小黏度增大，液体流经泵内时的流动摩擦损失增大，使扬程减小黏度增大，叶轮前、后盖板与液体之间的摩擦而引起能量损失增大，使所需的轴功率增大20液体密度对特性曲线的影响离心

5、泵的流量等于叶轮周边出口截面积与液体在周边处的径向速度之乘积。所以，泵的流量与密度无关。21这就是说，同一台泵无论输送何种密度的液体，对单位重量流体所能提供的能量是相同的。22五、离心泵的工作点与流量调节 泵-供方管路-需方1、管路特性曲线 在截面1-1与2-2 间列柏努利方程，有：23流体流动进入阻力平方区，随Re变化较小 ，可视为常数。管路特性方程24管路特性曲线HqVABK 增加，曲线如何变化？低阻管路系统的特性曲线较为平坦(曲线A)，高阻管路系统的特性曲线较为陡峭(曲线B)。252、工作点管路特性曲线HqV泵特性曲线工作点解析法：管路特性方程泵的特性方程工作点：管路特性曲线与泵特性曲线

6、交点。 263、流量调节qVqVBBAHCH0qVAkknHBHAHCqVM1qVMqVqVM2n1nn2n2nn1M2MM1HH027两种方法的比较： 改变阀门的开度：即改变离心泵出口管路上调节阀门开度改变管路特性曲线，灵活方便，耗能大； 改变泵的转速：改变泵转速实质上是改变泵特性曲线，节能，投资大。思考：若泵在原转速n下的特性曲线方程为则新转速n下泵的特性曲线方程表达式如何？284、离心泵的并联操作qVAHBC并联特性曲线管路特性曲线请思考：在输送系统中，将单台泵用并联泵组替代，则管路中的流量是否能达到原来的两倍？为什么？ 295、离心泵的串联操作qVAHBC串联特性曲线管路特性曲线请思考

7、：在输送系统中，将单台泵用串联泵组替代，则管路中的压头是否能达到原来的两倍？为什么？ 30HqV211并联串联低阻高阻2组合方式的选择 低阻时，并联优于串联； 高阻时，串联优于并联。，则只能采用串联操作； 如果单台泵所提供的最 大压头小于管路两端的31六、离心泵的气蚀现象与安装高度安装高度： 问题：液面到泵入口处的垂直距离(Hg)安装高度有无限制？32Hg，则p1当p1pv，叶轮中心汽化汽泡被抛向外围凝结局部真空压力升高周围液体高速冲向汽泡中心 撞击叶片(水锤)伴随现象泵体振动并发出噪音H, Q , 严重时不送液；时间长久，水锤冲击和化学腐蚀，损坏叶片在槽液面0-0与泵入口1-1截面间列伯努利

8、方程：1、气蚀现象33讨论 汽蚀现象产生的原因：安装高度太高；被输送流体的温度太高，液体蒸汽压过高；吸入管路阻力或压头损失太高。防止措施：把离心泵安装在恰当的高度位置上，确保泵内压强最低点处的静压超过工作温度下被输送液体的饱和蒸汽压。34安装高度 ，汽蚀问题：如何确定Hg的上限允许安装高度352、有效汽蚀余量与必需汽蚀余量有效汽蚀余量 ha讨论： ha的大小与吸液管路高度、管径等有关，与泵本身无关。泵入口处所具有的压头液体在工作温度下的饱和蒸气压头36必需汽蚀余量 hr表示液体从泵入口流到叶轮内最低压力点K处的全部压头损失。泵入口处压头叶轮压力最低处压头饱和蒸汽压头必需汽蚀余量hr有效汽蚀余量

9、hahr大小与泵结构尺寸及液体流量有关。讨论：373、离心泵的最大安装高度我们称此时的安装高度为最大安装高度，Hgmax。讨论：1、qV，则Hgmax ，保险 ;用可能的最大qV计算Hgmax 2、计算出的Hgmax 0, 低于贮槽液面安装 384、允许汽蚀余量与最大允许安装高度注：1、p0为贮槽液面上方的绝对压力，pa（当贮槽敞口时， p0即为当地环境大气压）；2、pV为液体在工作温度下的饱和蒸气压，pa；3、泵的实际安装高度必须小于最大允许安装高度；39七、离心泵的类型与选用 1、离心泵的类型离心泵输液性质水泵耐腐蚀泵油泵杂质泵吸液方式单吸泵双吸泵叶轮数目单级泵多级泵压头高低低压泵中压泵高

10、压泵(H50m水柱)(H=2050m水柱)40(1) 水泵性质与水相似的液体B型(IS型)单级单吸悬臂式41H：5-125m，Q：6.3-40042D型多级泵压头较高H：14-351 mQ：10.8-850100D-673多级泵吸入口直径单级扬程,m级数43单级单吸离心泵多级离心泵流量较大S型双吸泵H：9-140m，Q：120-1250044(2) 耐腐蚀泵(F型)酸、碱液等与被输送流体接触的材料全是耐腐蚀材料密封要求高，一般采用机械密封。H灰口铸铁浓硫酸B铬镍合金钢弱腐蚀性液体M铬镍钼钛合金钢浓硝酸吸入口直径,mm悬臂式耐腐蚀泵材料代号单端面轴封40FM1-26扬程,m45耐腐蚀泵(F型)耐

11、腐蚀铸件46(3)油泵(Y型)石油产品轴封严格、冷却良好100Y-1202吸入口直径,mm单吸油泵单级扬程级数YS双吸油泵(4)杂质泵(P型)悬浮液和稠浆液叶片少、流道宽(开式或半闭式)47几种离心泵482.离心泵的选用(1)液体性质泵的类型(2)确定流量和压头(4)核算轴功率。(3)确定泵的型号，列出主要性能参数qV泵 qV需, H泵 H需49安装高度Hg 启动前灌液启动前关闭出口阀停泵前关闭出口阀冬天停泵应排尽液体3、泵的安装和操作防气蚀；防气缚；P=Pmin；防倒冲；防冻裂；经常检查轴封情况。50第二节、其它类型化工用泵1、往复泵(1) 结构与工作原理1-泵缸 2-活塞 3-活塞杆 4-

12、吸入阀 5-排出阀 工作原理：利用容积的变化给流体加静压能51(2) 往复泵的类型与流量单动泵：活塞循环一次，吸液和排液各一次单动泵的流量曲线双动泵：双动泵的流量曲线52三联泵：三联泵的流量曲线往复泵的流量：53往复泵的扬程与流量几乎无关，往复泵的最大允许扬程由泵的机械强度、密封性能及电动机的功率等决定。管路特性曲线HqV工作点H-qV理 曲线H-qV 曲线(3) 往复泵的扬程与流量调节 往复泵的扬程：54往复泵的流量调节：1. 改变活塞的往复次数或行程；2. 旁路调节。55(4) 与离心泵比较 具有自吸能力，无需灌泵； 安装高度也受限制； 扬程与流量几乎无关； 输液量不均匀、不连续； 流量调节不可用出口阀门调