一讲、水泵基本理论培训2011

水泵理论知识泵的定义※将液体由低能量状态输送到高能量状态的装置第一章离心泵概论第一节：泵的分类叶片式泵容积泵其它类型泵——喷射泵、电磁泵等离心泵混流泵轴流泵旋涡泵往复泵转子泵——齿轮泵、螺杆泵等单吸泵、双吸泵单级泵、多级泵涡壳式泵、分段式泵立式泵、卧式泵屏蔽泵、磁力泵高速泵电动泵蒸汽泵柱塞（活塞）泵、隔膜泵计量泵1、泵2、泵的特性:指标叶片泵容积式泵离心泵轴流泵漩涡泵往复泵转子泵流量均匀性均匀不均匀比较均匀稳定性不恒定，随管路情况变化而变化恒定范围(m3/h)1.6~30000150~2450000.4~100~6001~600扬程特点对应一定流量，只能达到一定的扬程对应一定流量可达到不同扬程，由管路系统确定范围10~2600m2~20m8~150m0.2~100MPa0.2~60MPa效率特点在设计点最高，偏离越远，效率越低扬程高时，效率降低较小扬程高时，效率降低较大范围0.5～0.80.7～0.90.25～0.50.7~0.850.6~0.8结构特点结构简单，造价低，体积小，重量轻，安装检修方便结构复杂，振动大，体积大，造价高同离心泵第二节：离心泵的主要结构2、多级泵——装有两个或两个以上叶轮的泵为多级泵。1、单级泵——只装有一个叶轮的泵为单级泵。立式多级离心泵第三节离心泵的主要工作参数1、扬程离心泵扬程为离心泵出口截面和进口截面的单位质量液体的能量差；以H(m)表示。2、流量流量为单位时间通过水泵出口截面的液体量（体积或质量）；以Q(m3/h)表示。3、功率单位时间内液体获得的能量称为液体功率；以P(kw)表示。4、泵效率效率表示整个泵从设计到制造的优劣指标，表示能量利用和转换程度；以η表示。5、转速单位时间内转轮旋转的次数称为转速；以n(r/min)表示。流体力学知识伯努力方程：第二章离心泵工作原理水泵的工作原理水泵的工作原理水泵的工作原理水泵的工作原理第三章离心泵的性能第一节离心泵的相似理论1、相似条件：几何相似、运动相似、动力相似。ns=3.65nQ/H3/4√第二节比转速ns：

比转速ns是从相似理论中引出的相似准数，它说明了相似泵的流量Q，扬程H和转速n之间的关系。第三节比例定律和切割定律1、比例定律：2、切割定律：Q1n1Q2n2=P1n1P2n2=2=3H1n1H2n2Q1D1Q2D2=P1D1P2D2=2=3H1D1H2D23、叶轮外圆允许的最大切割量：比转速≦6060~120120~200200~300300~350350~允许切割量(D1-D2)/D120%15%11%9%7%0效率下降每车小10％，降1％每车小4％，降1％第四节泵的串联与并联串联时：流量不变，扬程相加；即：

HR=HA+HB+HC并联时：扬程不变，流量相加；即：QR=QA+QB+QC第五节泵流量调节方法1、改变装置特性曲线法：2、改变泵特性曲线法：第四章泵的汽蚀泵产生汽蚀的现象：

1、产生振动和噪音2、

过流部件的腐蚀破坏

3、性能下降HQH-Q曲线水的饱和蒸汽压力温度低时饱和蒸汽压低温度对应饱和蒸汽压力温度对应饱和蒸汽压力沸腾水20oC0,0238bar沸腾水100oC1,0bar温度高时饱和蒸汽压高泵产生汽蚀的过程泵进口压力下降

Pinlet<特定温度下液体的汽化压力Pv液体汽化,气泡形成

高压区气泡破裂

汽蚀形成！！！？？？汽蚀的产生泵汽蚀汽蚀后的叶轮表面。泵汽蚀余量-NPSHr计算公式：NPSHr=vo22g+λwo22g式中 Vo---叶片进口前的绝对速度

Wo---叶片进口前的相对速度

λ---叶片进口压降系数

NPSHr近似与泵叶片进口流速平方成正比，其为泵的固有

特性，不会随使用条件而改变。

NPSHr表示泵的抗汽蚀性能,值越小，泵的抗汽蚀性能越好！

从泵性能曲线中可查出相应流量值下NPSHr。HQH-Q曲线NPSHr-Q曲线装置汽蚀余量-NPSHa计算公式：NPSHa=pcgρ-式中 pc---进口水池液面绝对压力

hc---进水管路阻力损失

pv---液体饱和蒸汽压

hg---泵安装高度(泵进口中心线离进水池液面高度差)NPSHa的大小与装置参数及液体性质有关，与泵本身无关。NPSHa随流量增加而减小。hc-hg-pvgρHQH-Q曲线NPSHa-Q曲线pcgρhchgpvgρ汽蚀发生条件NPSHa=NPSHr

泵汽蚀NPSHa<NPSHr

泵严重汽蚀NPSHa>NPSHr

泵无汽蚀HQH-Q曲线NPSHa-Q曲线NPSHr-Q曲线无汽蚀区汽蚀区汽蚀界限NPSHa与安装高度hg的计算

(吸上装置—大气压力pa)NPSHa=pagρ-hg-hc

-pvgρhg=pagρ-hcpvgρ--NPSHr计算公式：计算实例：pahghg=pagρ-hcpvgρ--NPSHr假定：pa=1bar=10mH2Ohc=2mH2Opv=0.0238bar=0.24mH2O(20OC清水饱和蒸汽压)NPSHr=4mH2O=10-2-0.24-4=3.76mNPSHa与安装高度hg的计算

(倒灌装置—任意压力pc)NPSHa=pcgρ+hg-hc

-pvgρ计算公式：计算实例：hg=假定：pc=0.5bar=5mH2Ohc=2mH2Opv=0.0238bar=0.24mH2O(20OC清水饱和蒸汽压)NPSHr=4mH2O=4-5+2+0.24=1.24mpchgpcgρ+hcgρ+-NPSHrpvhg=pcgρ+hcgρ+-NPSHrpvNPSHa与安装高度hg的计算

(倒灌装置—大气压力pa)NPSHa=pagρ+hg-hc

-pvgρ计算公式：计算实例：pahghg=假定：pa=1bar=10mH2Ohc=2mH2Opv=0.715bar=7.15mH2O(90OC清水饱和蒸汽压)NPSHr=4mH2O=4-10+2+7.15=3.15mpagρ+hcgρ+-NPSHrpvhg=pagρ+hcgρ+-NPSHrpv避免汽蚀的方法汽蚀发生的条件：NPSHa<=NPSHr

泵汽蚀HQH-Q曲线NPSHa-Q曲线NPSHr-Q曲线无汽蚀区汽蚀区汽蚀界限避免汽蚀的方法：选择低NPSHr泵型提高装置汽蚀余量NPSHa避免汽蚀的方法

---降低NPSHrHQH-Q曲线NPSHr-Q曲线选择低NPSHr泵型:(1)NPSHr-Q曲线表明泵抗汽蚀

性能的好坏。(2)对特定泵型在某流量值下的

NPSHr可从性能曲线图中查出。(3)对一确定泵型，减小运行流量Q

可降低NPSHr.Q1NPSHr避免汽蚀的方法

---提高NPSHa计算公式：NPSHa=pcgρ-式中 pc---进口水池液面绝对压力

hc---进水管路阻力损失

pv---液体饱和蒸汽压

hg---泵安装高度(泵进口中心线离进水池液面高度差)hg-hc

-pvgρHQH-Q曲线NPSHa-Q曲线pcgρhchgpvgρ如何提高NPSHa：(1).提高进口水池液面压力或管路压力。(2).降低液体饱和蒸汽压，如降低水温度。(3).减小进水管路阻力损失，如采用大管径/减少阀门，弯头/缩短管路长度等。(4).调整泵安装高度：如为吸上方式，降低安装高度

如为倒灌方式，增加安装高度第五章电动机的选取P1P2P3P4P1：电机输入功率P2：电机输出功率P3：水泵输入功率P4：水泵输出功率1、离心泵功率消耗量P的基本计算公式：

ρ×Q×H367×ηP=式中：ρ——泵送液体的密度kg/LQ——流量m3/hH——扬程mη——泵的效率％367——换算因数（常数）2、电机功率的安全余量：几乎所有的系统中都要做到改变流量，这就意味着设计好的工作点就可能和实际的工作点不同，这样就很容易导致泵功率的消耗值比原来计算的要大。所以我们在选型时，必须增加安全余量（根据ISO5199）：泵轴功率kw电机功率kw0.180.250.270.370.400.550.550.750.811.11.11.51.72.22.333.244.35.56.17.59.11