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离心泵的工作原理

发布时间:2020-06-25 12:18

  离心泵的工作原理_电力/水利_工程科技_专业资料。1、离心泵的工作原理 离心泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递给液体。 由于作用液体从叶轮 进口流向出口的过程中,其速度能和压力能都得到增加,被叶轮排出的液体经过压出室,大 部分速度能转换成

  1、离心泵的工作原理 离心泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递给液体。 由于作用液体从叶轮 进口流向出口的过程中,其速度能和压力能都得到增加,被叶轮排出的液体经过压出室,大 部分速度能转换成压力能,然后沿排出管路输送出去,这时,叶轮进口处因液体的排出而形 成真空或低压, 吸入口液体池中的液体在液面压力 (大气压) 的作用下, 被压入叶轮的进口, 于是,旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体。 2、容积泵的工作原理(回转式) 动力通过轴传给齿轮, 一对同步齿轮带动泵叶作同步反向旋转运动, 使进口区产生真口, 降介质吸入,随泵叶的转动,将介质送往出口,继续转动,出口腔容积变小,产生压力(出 口高压区)将介质输出。由于容积泵转数较低、自吸能力较强、流动性能较差的高粘介质, 有充分时间和速度充满空穴,所以,该类型泵适用于高粘介质。泵内部密封面。内泻较小, 所以泵的效率较高,可达 70 %以上,同时可以达到高压输送介质,并且对粘度较小的介质 也有良好的适应性。 3、离心泵的分类及各自的特点 离心泵按其结构形式分为:立式泵和卧式泵,立式泵的特点为:占地面积少,建筑投入 小,安装方便,缺点为:重心高,不适合无固定底脚场合运行。卧式泵特点:适用场合广泛, 重心低,稳定性好,缺点为:占地面积大,建筑投入大,体积大,重量重。 4、容积泵的分类及特点 容积式泵分为往复式和回转式二大类, 回转式容积泵与往复式容积泵相比, 回转式泵没 有吸、排液阀,不会向往复泵那样,因高粘度液体对阀门的正常工作有影响,泵效随粘度提 高而快速降低。而且在输送液体粘度提高时,泵转数的下降比往复泵小,因而,在输送高粘 度液体或液体粘度变化较大时, 采用回转式溶剂泵比采用往复式容积泵更为适宜。 回转式容 积泵分:齿轮泵、旋转活塞泵、螺杆泵、和滑片泵等几类。具有转数低、效率高、自吸能力 强、运转平稳、部分泵可预热等特点,广泛用于高粘介质的输送。缺点:占地面积大,建筑 投入大,体积大,重量重。 5、泵的流量以及与重量的换算 泵在单位时间内,实际输送液体的体积称为泵的流量,流量用 Q 表示,计量单位:立 3 3 3 方米 / 小时(m /h),升 / 秒(l/s), L/s= 3.6 m /h= 0.06 m /min= 60L /min G=Q 3 ρG 为重量 ρ为液体比重例: 某台泵流量 80m /h , 介质的比重ρ为 780 公斤 / 立方米。 3 3 输送介质时每小时重量 G:G=Qρ=80 × 780(m /h · kg/ m )= 62400kg 6、泵的压力、扬程、转速及表示形式以及其换算公式 压力的全称为泵的全压力,是指泵的排出压力和泵的吸入压力之差。泵的压力用 P 表 示,单位?? Mpa (兆帕) 扬程是指单位重量液体流经泵以后能量的增加值, 即液体在泵出口和进口的水头之差通 2 2 常用字母 H 表示。单位为米(m), H=P/ ρ。如 P 为 1kg /cm ,则 H= (lkg/cm )/ 3 3 3 2 3 (1000kg/m ) H= (1kg/cm )(1000 公斤/m )(10000 公斤/m ) / = /1000 公斤 /m = 10m 1Mpa= 2 10kg /cm , H=(P2-P1)/ρ(P2= 出口压力 P1= 进口压力) 2 比例关系:Q1/Q2=r1/r2 H1/H2=(r1/r2) 7、泵的效率及计算方法 泵的效率指泵的有效功率和轴功率之比。 η=Pe/P 泵的功率通常指输入功率, 即原动机 传到泵轴上的功率,故又称轴功率,用 P 表示。 有效功率又称为输出功率即:泵的扬程和 质量流量及重力加速度的乘积。 Pe=ρgQH (W)或 Pe= γQH/1000 (KW) 3 ρ:泵输送液体的密度(kg/m ) 3 γ:泵输送液体的重度 γ = ρg (N/m ) g:重力加速度(m/s) 质量流量 Qm= ρQ(t/h 或 kg/s) 8、什么叫汽蚀余量?什么叫吸程?各自计量单位表示字母? 泵在工作时液体在叶轮的进口处因一定真空压力下会产生气体, 汽化的气泡在液体质点 的撞击运动下,对叶轮等金属表面产生剥蚀,从而破坏叶轮等金属,此时真空压力叫汽化压 力, 汽蚀余量是指在泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量。 单位用米 标注,用(NPSH) r 。 吸程Δh : 一种就等同于自吸高度, 另外一种是指水泵的允许安装高度即泵允许吸液体的真 空度,单位用米。 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线 米 。 例如:某泵必需汽蚀余量为 5.0 米 ,求吸程Δh? 解:Δh=10.33-5.0-0.5= 4.83 米 9、什么是泵的性能曲线?包括几方面?有何作用? 通常把表示主要性能参数之间关系的曲线称为泵的性能曲线或特性曲线, 实质上, 泵性 能曲线是液体在泵内运动规律的外部表现形式,通过实测求得。特性曲线包括:流量 - 扬 程曲线(Q - H ),流量 - 效率曲线( Q - η),流量 - 功率曲线( Q-N ),流量 - 汽 蚀余量曲线( Q - ( NPSH )r ),性能曲线作用是泵的任意的流量点,都可以在曲线上 找出一组与其相对的扬程,功率,效率和汽蚀余量值,这一组参数称为工作状态,简称工况 或工况点,离心泵最高效率点的工况称为最佳工况点,最佳工况点一般为设计工况点。一般 离心泵的额定参数即设计工况点和最佳工况点相重合或很接近。 在实践选效率区间运行, 即 节能,又能保证泵正常工作,因此了解泵的性能参数相当重要。 10。什么是比转速? 比转速是一个说明流量 Q、扬程 H、转速 n 之间关系的一个从相似理论中引出来的综合 性参数,相似泵在相似的工况下比转速用下面的公式确定: nq=n·Q1/2/H3/4 从上式及相似理论可知,nq 对一系列几何相似的泵在相似的工况下相等。因此,在泵的 最佳工况点下,我们可能用这一参数作为相似泵的特征参数,或者说是判别数。比转速的最 初应用是在水轮机上应用, 为使其也能在离心泵中应用, 经单位换算后我们得到二者统一的 表达式: ns=3.65n·Q /H (其中流量 Q 单位:m /s) 显然,ns=3.65 nq,二者相差 3.65 倍,但是,作为比转速的参数意义上来说二者没有 本质区别,所以,我们在离心泵中习惯上就用 ns 来表示其比转速。同一台泵在不同工况条 件下的比转速并不相等,通常只用最佳工况点下的 ns 来代表一系列几何相似的泵。 比转速的用处: 一、利用比转数对叶轮进行分类 比转数的大小与叶轮形状和泵的性能曲线有密切关系。 比转数确定以后,叶轮形状和性能曲线的形状就大致地确定了。比转数越小,叶轮流道相对 地越细长,叶轮外径和进口直径的比值(D2/D0)越大,性能曲线比较平坦;随着比转数的 逐渐增大,叶轮流道相对地越来越宽,(D2/D0)的值越来越小,性能曲线也就越陡;当比 转数大到一定数值后叶轮出口边就倾斜,成了混流泵,性能曲线开始出现“S 形曲线”,如 果比转数继续增大, D2=D0 时就成了轴流泵, 当 此时性能曲线更陡,S 形曲线” “ 更严重。 由 于泵比转数与叶轮形状有关,所以泵的各种损失和离心泵的总效率均与比转数有关。 二、比转数是编制离心泵系列的基础) 在编制离心泵系列时,适当地选择流量、扬程和转 速等的组合,就可以使比转数在型谱图上均匀地分布。 三、比转数是离心泵设计计算的基础 无论是相似设计法, 还是速度系数设计法, 都是以比转数为依据来选择模型或速度系数 的。 11、泵轴功率和电机配备功率之间关系 泵轴功率是设计点上原动机传给泵的功率,在实际工作时,其工况点会变化,因此原动 机传给泵的功率应有一定余量, 另电机输出功率因功率因数关系, 因此经验作法是电机配备 功率大于泵轴功率。(见下表) 轴功率 余量 0.12-0.55kw 0.75-2.2kw 3.0-7.5 kW 1.3-1.5 倍 1.2-1.4 倍 1.15-1.25 倍 1/2 3/4 3 11 kW 以上 并根据国家标准 Y 系列电机功率规格选配 完整水泵轴功率计算公式应该为 P=流量*扬程*g*介质比重/泵效率 其中流量单位为 m3/h,得到的功率单位为 KW 1.1-1.15 倍 如果介质是水的话,那么公式应该演变为 P=流量*扬程/(3.6*102*效率)=流量*扬程/(367*效率) 12、管道阻力以及经验计算 液体在管道和管道附件流动中,由于管壁的阻力而损失的扬程称为管道阻力。下表为: 阀及弯管折合直管长度 种 类 折合管路直径倍数 备 注 全开闸阀 标准弯管 逆 止 阀 13 25 100 未畅开加倍 底 阀 100 部分堵塞加倍 注:例如 100mm 直径管, 底阀折合 100 倍直径,等于 100 × 100= 10000mm = 10mm 直 管长度,假定流量为 8L /S 查上表,直管每 100m 损失 1.3m, 则 10m 损失 0.13m, 即 100mm 底阀,流量为 8L /S 时, 则损失扬程 0.13m。 13、为何容积泵启动时不能关闭出口阀门 因一般容积泵本身都具有自吸能力。 离心泵流量随压力改变很大, 而容积泵流量随压力 改变却很小, 与离心泵的轴功率随扬程提高而减小的规律相反, 容积泵的轴功率随压力的提 高而增大。这要求在容积泵上和泵装置中必须设置安全阀,以防排出管路意外堵塞,造成泵 压力过大,从而功率过大,使原动机或泵因超负荷而损坏。因此,容积泵启动时不能关闭出 口阀门。

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