流体输送技术课件任务五认识离心泵及离心泵的操作

流体输送技术课件任务五认识离心泵及离心泵的操作第一页，共七十三页，编辑于2023年，星期日液体输送机械气体输送机械（1）为流体提供动力，以满足输送要求（2）为工艺过程创造必要的压力条件流体输送机械分类流体输送机械为流体补加机械能的机器流体输送机械的作用

离心式旋转式往复式流体作用式按输送流体分按作用原理分

通风机鼓风机压缩机真空泵气体输送机械分类第二页，共七十三页，编辑于2023年，星期日流体输送机械的类型离心式往复式旋转式流体作用式液体输送机械离心泵旋涡泵往复泵隔膜泵计量泵柱塞泵齿轮泵螺杆泵轴流泵喷射泵气体输送机械离心通风机离心鼓风机离心压缩机往复压缩机往复真空泵隔膜压缩机罗茨通风机液环压缩机水环真空泵蒸汽喷射泵水喷射泵分类第三页，共七十三页，编辑于2023年，星期日（1）结构简单，操作方便，便于调节和自控；（2）流量均匀，效率较高；（3）流量和扬程的适用范围较广；（4）能用于输送腐蚀性或含有悬浮物的液体。离心泵特点第四页，共七十三页，编辑于2023年，星期日第五页，共七十三页，编辑于2023年，星期日第六页，共七十三页，编辑于2023年，星期日5.1离心泵开停车操作开停车操作要点：1．灌泵。打开泵的入口阀及密封液阀，检查泵体内是否已充满液体。2．预热。输送高温液体的热油泵和水泵启动时需预热。预热时应使泵各部分均匀受热，并边预热边盘车。3．盘车。用手使泵轴绕运转方向转动，每次以180°为宜，不得反转。目的是检查润滑情况，密封情况，是否卡轴，是否堵塞或冻结等。4．关闭出口阀，启动电机。注意，关闭出口阀运转的时间应尽可能短，以免泵内液体因摩擦发热，发生气蚀现象。对于耐腐蚀泵，为了减少腐蚀，常采用先打开出口阀的办法启动。第七页，共七十三页，编辑于2023年，星期日5.1离心泵开停车操作开停车操作要点：5．调节流量。缓慢打开出口阀门，调节到指定流量。6．停泵前，为防止出口管路中的高压流体向泵体内倒灌，以致对设备造成破坏，需先关闭出口阀后方可停机。7．两泵切换。在生产过程中经常遇到两台泵切换的操作，应先起动备用泵，慢慢打开其出口阀，然后缓慢关闭原运行泵的出口阀，在这过程中要保持与中央控制室的联系，维持离心泵输出流量的稳定，避免因流量波动造成系统停车。第八页，共七十三页，编辑于2023年，星期日5.2离心泵的的结构及类型一、离心泵的结构

第九页，共七十三页，编辑于2023年，星期日底阀、滤网、吸入管路、离心泵、排出管路、调节阀离心泵主要部件：外壳、叶轮、轴封

离心泵装置：第十页，共七十三页，编辑于2023年，星期日1、叶轮作用：

把原动机的能量传递给液体，提高液体的动能和静压能。形式：

叶轮由6～12片叶片组成。分类：按叶片两侧有无盖板:敞式、半蔽式、蔽式。按吸液方式：单吸式、双吸式。平衡孔作用：减少轴向推力。第十一页，共七十三页，编辑于2023年，星期日叶轮的类型闭式叶轮：适用于输送清洁液体敞式和半闭式叶轮：流道不易堵塞，适用于输送含有固体颗粒的液体悬浮液，效率低。第十二页，共七十三页，编辑于2023年，星期日(a)后盖板平衡孔单吸式双吸式单吸式：结构简单，液体从叶轮一侧被吸入。双吸式：吸液能力大，基本上消除轴向推力。单吸式与双吸式叶轮第十三页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2、泵壳作用：将叶轮封闭在一定的空间，以便由叶轮的作用吸入和压出液体。泵壳多做成蜗壳形，故又称蜗壳。由于流道截面积逐渐扩大，故从叶轮四周甩出的高速液体逐渐降低流速，使部分动能有效地转换为静压能。泵壳不仅汇集由叶轮甩出的液体，同时又是一个能量转换装置。导轮的作用：减少液体直接冲击泵壳，使泵内液体能量转换效率增高

离心泵结构示意图第十四页，共七十三页，编辑于2023年，星期日3、轴封装置作用防止泵壳内液体沿轴漏出或外界空气漏入泵壳内。形式

填料密封和机械密封。

填料一般用浸油或涂有石墨的石棉绳。机械密封是靠装在轴上的动环与固定在泵壳上的静环之间端面作相对运动而达到密封的目的。

第十五页，共七十三页，编辑于2023年，星期日

二、离心泵类型按叶轮吸入方式：单吸泵与双吸泵；按叶轮数目：单级泵与多级泵；按安装形式：卧式泵和立式泵；按被输送液体性质：清水泵、耐腐蚀泵、油泵和杂质泵等。第十六页，共七十三页，编辑于2023年，星期日1.清水泵输送清水或粘度与水接近、无腐蚀以及无固体颗粒的液体。类型：IS型（单级单吸悬臂式离心泵）、

D型（多级泵）、Sh型（双吸泵）IS型泵型号表示：

IS吸入口径—排出口径—叶轮直径（mm）例：IS50—32—200第十七页，共七十三页，编辑于2023年，星期日第十八页，共七十三页，编辑于2023年，星期日多级泵（D）：

适用于扬程较高而流量不大时型号：吸入口径D—每一级扬程×级数

100D45×4第十九页，共七十三页，编辑于2023年，星期日双吸泵（Sh、S）：

适用于流量较大而扬程不高时型号：吸入口径—S—扬程

100S90A第二十页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2.耐腐蚀泵（F）

输送酸、碱等腐蚀性液体特点：

(1)与液体接触部件用耐腐蚀材料制成。

(2)密封要求高。型号表示：

吸入口径(mm)F材料代号-公称扬程(m)叶轮切割序号例：25FB-16A第二十一页，共七十三页，编辑于2023年，星期日第二十二页，共七十三页，编辑于2023年，星期日3.油泵(Y)

输送石油产品等低沸点料液特点：物料易燃、易爆，泵密封完善型号表示：吸入口径(mm)Y公称扬程(m)叶轮切割序号例：50Y60A第二十三页，共七十三页，编辑于2023年，星期日第二十四页，共七十三页，编辑于2023年，星期日4.杂质泵（P）

输送悬浮及稠厚的浆液等分类：污水泵（PW）、砂泵（PS）、泥浆泵（PN）等。要求：不易被堵塞、耐磨、易拆洗。特点：叶轮流道宽，叶片数目少，常采用半闭式或开式叶轮。第二十五页，共七十三页，编辑于2023年，星期日第二十六页，共七十三页，编辑于2023年，星期日5.3离心泵的工作原理

一、工作原理

(1)排液原理启动前，灌泵；叶轮旋转(产生离心力，使液体获得能量）→流体流入涡壳(动能→静压能)→流向输出管路。

(2)吸液原理

液体自叶轮中心甩向外缘→叶轮中心形成低压区→贮槽液面与泵入口形成压差→液体吸入泵内。

离心泵结构示意图说明：离心泵无自吸能力，启动前必须将泵体内充满液体。第二十七页，共七十三页，编辑于2023年，星期日返回第二十八页，共七十三页，编辑于2023年，星期日二、气缚现象：

第二十九页，共七十三页，编辑于2023年，星期日气缚现象：

由于泵内存有空气，虽启动离心泵但不能输送液体的现象。产生原因：

空气密度小，产生的离心力小，在叶轮中心形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内。造成后果：

不能送液。预防措施：

（1）启动前灌泵（2）在吸入管路安装止逆阀（底阀）（3）轴封严密（4）实现液体自灌第三十页，共七十三页，编辑于2023年，星期日5.4离心泵的性能及测定第三十一页，共七十三页，编辑于2023年，星期日一、离心泵的主要性能参数流量Q：单位时间内从泵内排出的液体体积，m3/s，扬程H：1N流体在通过离心泵时所获得的能量，单位m轴功率P：离心泵从原动机械中所获得的能量，单位w效率η：反映离心泵能量利用的参数第三十二页，共七十三页，编辑于2023年，星期日二、离心泵的H、P、η测定412351-压力表2-真空表3-流量计4-泵5-贮槽1122第三十三页，共七十三页，编辑于2023年，星期日说明：（a）由厂家提供

标准测定条件：常压、20℃清水为工质；（b）曲线与叶轮转速有关，故图中应标明转数。

离心泵典型的特性曲线三、离心泵的特性曲线第三十四页，共七十三页，编辑于2023年，星期日离心泵关出口阀启动目的：防止电机过载，烧坏。（e）η-qV

曲线

设计点：最高效率点，对应的参数值称为最佳工况参数

高效区范围：

（c）H-qV

曲线选泵时常用，qV↑，H↓；（d）P-qV

曲线选用离心泵，尽可能在高效区内工作。

离心泵典型的特性曲线第三十五页，共七十三页，编辑于2023年，星期日四、影响离心泵性能的主要因素

1．密度密度对流量、扬程和效率没有影响，但对轴功率有影响

2．粘度粘度增加，流量、扬程和效率均下降，但轴功率增加。当液体的运动粘度大于2.0×10-6m2/s时，离心泵的性能必须校正。第三十六页，共七十三页，编辑于2023年，星期日四、影响离心泵性能的主要因素

3．转速当效率变化不大时，转速变化引起流量、压头和功率的变化符合比例定律，4．叶轮在转速相同时，叶轮直径的变化也将导致离心泵性能的改变。如果叶轮切削率不大于20%，符合切割定律第三十七页，共七十三页，编辑于2023年，星期日

5.5离心泵流量调节（1）管路特性与泵的工作点

管路特性：流体流经管路系统时，需要的压头和流量之间的关系。反映管路对泵的要求。离心泵的工作点：泵工作时的qV

、H、P、η说明：泵工作点受到泵性能、管路特性制约管路特性--管路特性曲线。泵性能--离心泵特性曲线，第三十八页，共七十三页，编辑于2023年，星期日第三十九页，共七十三页，编辑于2023年，星期日

①管路特性曲线方程

本质：机械能衡算方程反映全管路系统的能量需求特性。第四十页，共七十三页，编辑于2023年，星期日说明：由管路系统本身决定，与泵的特性无关。第四十一页，共七十三页，编辑于2023年，星期日ab

管路特性曲线qVH

②影响管路特性曲线的因素影响B：影响A：第四十二页，共七十三页，编辑于2023年，星期日③离心泵的工作点

即管路、泵特性曲线交点。

离心泵工作点H-qV曲线He-qVe曲线HHMMdcPqV,MqVη第四十三页，共七十三页，编辑于2023年，星期日（2）离心泵的流量调节实质：对工作点的调整；方法：改变泵或管路特性曲线。离心泵工作点H-qV曲线He-qVe曲线HHMMdcPqV,MqVη第四十四页，共七十三页，编辑于2023年，星期日①

阀门调节方法：改变泵出口阀门开度

实质：改变管路特性曲线

(阀门上阻力损失变化)，

泵特性曲线不变。节流，多消耗在阀门上能量:优点：迅速方便,连续调节；代价：阀门阻力损失↑；适用：流量调节幅度不大，须经常调节的地方。泵出口阀：两套(手动阀和自动阀)离心泵节流调节时工作点的变化qV,MqVq‘V,M第四十五页，共七十三页，编辑于2023年，星期日②调节离心泵转速或改变叶轮直径

实质：改变泵特性曲线，管路特性不变。适用：流量变化幅度大的场合。优点：不因调节流量而损失能量。改变转速时工作点的变化Enn'MM'H-qVHHMH’-qVH’MqV,MqVq’V,M第四十六页，共七十三页，编辑于2023年，星期日(1)并联操作

泵型号相同，吸入管路相同，出口阀开度相同。

5.6离心泵的组合操作

组合方式：并联和串联。

目的：提高泵输出的流量或压头。HqV,1qVqV,并H并BAcbd离心泵的并联操作第四十七页，共七十三页，编辑于2023年，星期日第四十八页，共七十三页，编辑于2023年，星期日③并联泵的工作点*并联泵总流量和总压头↑；*

流量增加不到单泵的两倍；

原因：管路存在阻力损失。④并联泵效率等于单泵在qV,单时的工作效率。HqV,1qVqV,并H并BAcbd离心泵的并联操作第四十九页，共七十三页，编辑于2023年，星期日

(2)串联操作泵型号相同，首尾相连。HqVqV,串H串BAcbd离心泵的串联操作c’第五十页，共七十三页，编辑于2023年，星期日第五十一页，共七十三页，编辑于2023年，星期日③串联泵的工作点

*串联泵的总流量和总压头↑；

*压头增加不到单泵的两倍。④串联泵效率等于单泵在qV,单时的工作效率。HqVqV,串H串BAcbd离心泵的串联操作c’第五十二页，共七十三页，编辑于2023年，星期日

(3)两种组合方式的比较及选择

①截距A

>He单max

应采用串联操作原因：并联泵压头不够大。

②串、并联都满足时，应根据管路特性选择对于低阻管路(B较小)，宜采用并联操作；对于高阻管路(B较大)，宜采用串联操作；离心泵组合方式的选择HqVab22’11’第五十三页，共七十三页，编辑于2023年，星期日5.7离心泵的选用一、离心泵类型按叶轮吸入方式：单吸泵与双吸泵；按叶轮数目：单级泵与多级泵；按安装形式：卧式泵和立式泵；按被输送液体性质：清水泵、耐腐蚀泵、油泵和杂质泵等。第五十四页，共七十三页，编辑于2023年，星期日清水泵多级泵（D）双吸泵（Sh）单级单吸式泵（IS）第五十五页，共七十三页，编辑于2023年，星期日耐腐蚀泵（F）油泵(Y)

杂质泵（P）第五十六页，共七十三页，编辑于2023年，星期日二、离心泵的选择1.确定泵的类型：根据被输送液体的性质及操作条件，确定泵的类型2.确定泵的型号：根据所需流量和扬程确定泵的型号（1）流量由生产任务(qve）来定，若流量变化，取最大值。（2）根据管路条件等列伯努利方程，确定需要的扬程（He）。（3）根据qv≥qve

，H≥He选型号，若符合条件的泵有多个，应选取效率最高、最经济的一个。第五十七页，共七十三页，编辑于2023年，星期日3.列出泵的主要性能参数列出qv

、H、P、、△h等，供使用时参考4.校核轴功率当液体密度大于水的密度时，校核轴功率5.确定泵的安装高度

第五十八页，共七十三页，编辑于2023年，星期日5.8离心泵的安装1．汽蚀现象

泵内液体汽化，汽泡形成和破裂的过程中使叶轮材料受到损坏的现象称为汽蚀现象。一、离心泵的汽蚀现象

1100z

吸入管段:

无外加机械能，液体靠吸入液面与吸入口间的压差吸入离心泵。P减小。p叶轮≤pv，使液体汽化，发生气蚀第五十九页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2．产生原因p叶轮≤pv，使液体汽化3．危害（1）叶轮遭到剥蚀；

（2）产生噪音和振动；

（3）流量不稳定，显著下降，严重时不能送液。

工程上规定，当泵的扬程下降3％时，认为进入了气蚀状态。

4．预防措施

p入口≥pv

即p入口↑或pv↓

（1）pv↓T↓操作稳定（2）p入口↑Hg↓∑hf↓

第六十页，共七十三页，编辑于2023年，星期日5.衡量泵抗汽蚀能力的参数汽蚀余量、吸上真空高度允许气蚀余量Δh:

泵吸入口处动压头与静压头之和比被输送液体的饱和蒸汽压头高出的最小数值，称为允许气蚀余量。

第六十一页，共七十三页，编辑于2023年，星期日*Δh为泵抗汽蚀能力的参数*Δh

↓，则泵抗汽蚀能力↑。*Δh

=f(泵结构、流体种类、流量)

流量↑，则Δh

↑，泵抗汽蚀能力↓*由厂家提供，泵样本中给出，工程上常用。实验条件：常压，200C的清水校正：

含汽蚀余量的离心泵特性曲线H~qVΔh~qVP~qVη~qVHqV第六十二页，共七十三页，编辑于2023年，星期日（4）防止产生汽蚀的办法①储槽上方压力p0：②液体饱和蒸汽压pS：③泵吸入管段阻力∑hf,0-1:方法：应尽可能减小泵吸入管段阻力第六十三页，共七十三页，编辑于2023年，星期日问题：安装高度能否为负值？

答：可以。例如，精馏塔裙座高8-10m。

第六十四页，共七十三页，编辑于2023年，星期日练习1.自来水公司拟将经沉淀处理后的河水引入蓄水池，最大输水量为60m3/h，蓄水池最高水位高出河水面15m，泵吸入口处高出水面2m；管路总压头损失为9m，吸入管路压头损失为1.92m，温度为25℃，大气压98KPa。试选择一台合适的离心泵并核算其安装高度。第六十五页，共七十三页，编辑于2023年，星期日解

:(1)确定泵的类型由于输送清水，故选用IS型清水泵。

(2)确定泵的型号：

qve

＝60m3/h

在河水面及蓄水池水面间列柏努利方程

Z1＝0m，Z2＝15m，P1＝P2＝0Pa(表压)，

u1＝u2＝0m/s，Hf＝9m，代入解得:He＝24m第六十六页，共七十三页，编辑于2023年，星期日

由qve

、He值查附录二十一中离心泵的特性数据，可选IS80-65-160或IS100-80-125型清水泵，性能参数如下：型号流量m3/s扬程m效率%轴功率Kw允许气蚀余量△h(m)IS80-65-1606029726.593.0IS100-80-1256024675.804.0由于IS80-65-160型离心泵在满足生产任务的前提下效率更高，所以选其更合适。第六十七页，共七十三页，编辑于2023年，星期日（3）校核安装高度实际安装高度为2.0m，计算允许安装高度

已知：Po=98Kpa；△h=3.0m，Hf,0-1=1.92m，由附录查得25℃水的饱和蒸气压为3.17Kpa，密度为997Kg/cm3;则：

安装高度可以。第六十八页，共七十三页，编辑于2023年，星期日(一)离心泵的安装要点

1．应尽量将泵安装在靠近水源，干燥明亮的场所，以便于检修；2．应有坚实的基础，以避免振动。通常用混凝土地基，地脚螺栓连接；3．泵轴与电机转轴应严格保持水平，以确保运转正常，提高寿命；4．安装高度要严格控制，以免发生气蚀现象；5．在吸入管径大于泵的吸入口径时，变径联接处要避免存气，以免发生气缚现象。

小结第六十九页，共七十三页，编辑于2023年，星期日（二）离心泵的日常维护1．运行过程中的检查检查被抽出液罐的液面，防止物料抽空；检查泵的出口压力或流量指示是否稳定；检查端面密封液的流量是否正常；检查泵体有无泄漏；检查泵体及轴承系统有无异常声及振动；检查泵轴的润滑油是否充满完好。2．离心泵的维护（1）检查泵进口阀前的过滤器，看滤网是否破损，如有破损应及时更换，以免焊渣等颗粒进入泵体；定时清洗滤网。（2）泵壳及叶轮进行解体、清洗重新组装。调整好叶轮与泵壳的间隙。叶轮有损坏及腐蚀情况的应分析原因并进行及时处理。

第七十页，共七十三页，编辑于2023年，星期日