泵基礎(chǔ)理論iversonzwl

1、泵的基礎(chǔ)理論泵的基礎(chǔ)理論泵的定義泵的定義 泵是一種將能量傳送給被抽送的液體，使其能量增加，從而達到抽送液體的目的的機器。 原動機通過泵軸帶動葉輪旋轉(zhuǎn)，對液體作功，使其能量增加，從而使需要的液體數(shù)量，由吸水池經(jīng)泵的過流部件送到要求的高處或壓力高的地方。泵的分類葉片式泵離心泵單級（單吸、雙吸、自吸、非自吸）多級（階段式、蝸殼式）混流泵蝸殼泵、導(dǎo)葉式（固定葉片、可調(diào)葉片）軸流泵固定葉片、可調(diào)葉片旋渦泵單吸、雙吸、自吸、非自吸容積式泵往復(fù)泵（活塞式、柱塞式）蒸汽雙作用（單缸、雙缸），電動往復(fù)式轉(zhuǎn)子泵環(huán)流活塞式；滑片式；凸輪式；軸向柱塞式；徑向柱塞式其它類型泵 射流泵；氣體揚水泵；水錘泵；電磁泵；水輪泵

2、等泵的用途 泵是一種通用機械，種類甚多，應(yīng)用極廣，可以說在有液體需要流動的地方，就有泵在工作。 泵主要應(yīng)用范圍 （1）農(nóng)業(yè)灌溉和排澇用泵（2）工業(yè)及城市供水用泵（3）電力工業(yè)用泵，如鍋爐給水泵、渣漿泵、冷凝泵、循環(huán)水泵等（4）化學(xué)工業(yè)用泵（5）石油工業(yè)用泵（6）礦山用泵（7）船舶工業(yè)用泵（8）輕紡、食品用泵（9）水利建設(shè)用泵（10）尖端科技方面用泵。離心泵的工作原理 水泵也可叫抽水機，離心泵的工作原理是依靠泵體內(nèi)葉輪回轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力離心力的作用，使旋轉(zhuǎn)著的水產(chǎn)生動能和壓力，連續(xù)吸水或排水。 下面詳細(xì)介紹離心泵的吸水與排水原理離心泵的排水原理 任何物體在運轉(zhuǎn)時，只要圍繞某個中心轉(zhuǎn)動，它都會產(chǎn)生離心

3、力。 葉輪在泵體內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)時，在離心力的作用下，葉輪里的水以很快速度被甩離葉輪，向四周射去。 射出的高速水流具有很大能量，匯集在泵殼里，互相擁擠，速度減慢，壓力增加。根據(jù)水流總要從高壓向低壓流動的道理，泵殼內(nèi)的高壓水就沿著水管路被壓到低壓處去。 影響排水高低的因素 離心泵排水的高低，與泵內(nèi)壓力壓力的大小有關(guān)，而壓力的大小與葉輪直徑葉輪直徑和轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速有關(guān)。 在相同轉(zhuǎn)速下，葉輪直徑大大的離心泵，產(chǎn)生的壓力大，排出的高度就高。反之，葉輪直徑小，產(chǎn)生的壓力也小，排出的高度就低。 同一水泵，當(dāng)轉(zhuǎn)速不同時，出水高度也不同，轉(zhuǎn)速大大，出水高。反之，出水就低。離心泵的吸入原理 旋渦運動試驗旋渦運動試驗 當(dāng)葉輪

4、旋轉(zhuǎn)時，泵殼內(nèi)的水由于離心力的緣故，在葉輪的中心部位處形成一個旋渦旋渦，成為壓區(qū)（此區(qū)內(nèi)的壓力小于大氣壓）。而進水池水面上卻有大氣壓力作用。在大氣壓作用下，進水池的水通過進水管路壓入泵內(nèi)，填補葉輪中心部位處的低壓區(qū)，達到吸水的目的。葉輪中心部位的壓力越低，水泵吸力也越大。 離心泵的工作原理，主要是葉輪在充滿水的泵殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生了離心力離心力，由于離心力的作用，使泵內(nèi)葉輪中心部位處形成低壓區(qū)，為填補該區(qū)的低壓。水就從進水池通過進水管路上升到泵的低壓區(qū)。水到了低壓區(qū)后，立即被葉輪的離心力向葉輪的四周甩出。在泵殼內(nèi)擁擠匯集后，向高壓區(qū)送出去。這樣，葉輪不停的轉(zhuǎn)動，水就源源不斷地由進水池被抽送到出水池

5、。 注意：離心泵在起動前，一定要將泵殼內(nèi)灌滿水 ！離心泵的主要過流部件 吸水室吸水室葉輪葉輪壓水壓水室室吸水室 吸水室的功能是將液體從吸入管路引入葉輪的進口處，為了使泵有較好的能量性能和汽蝕性能，要求液體流過吸入室時，水力損失最小和液體流入葉輪進口時速度分布均勻。 葉輪 葉輪是將能量傳遞給液體的部件，液體流過葉輪時，從葉輪處得到能量，于是液體的動能與壓能均增大。我們希望葉輪是在規(guī)定數(shù)量的液體通過葉輪時，每一單位重量的液體從葉輪處得到規(guī)定數(shù)量的能量，并且在葉輪中水力損失最小。 壓出室 壓出室的功能是把葉輪出口處流出來的液體收集起來，并且把它送入壓水管路，液體從葉輪中流出時速度是很大的，為了減小壓

6、水管路中的水力損失，將液體送入壓水管以前，必須將液體的速度降低，將部分動能轉(zhuǎn)化為壓能，這個任務(wù)也要在壓出室中完成，并且要求水壓損失最小。 葉片泵的結(jié)構(gòu)形式 葉片泵的結(jié)構(gòu)型式甚多，下面根據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)的不同詳細(xì)介紹按主軸方向1、臥式2、立式3、斜式按葉輪種類1、離心式：裝離心式葉輪2、混流式：裝混流式葉輪3、軸流式：裝軸流式葉輪按吸入方式1、單吸：裝單吸葉輪2、雙吸：裝雙吸葉輪按級數(shù)1、單級：裝一個葉輪2、多級：裝多個葉輪按葉片安裝方法1、可調(diào)葉片：葉輪葉片安放角可以調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu) 2、固定葉片：葉輪葉片安放角是固定的結(jié)構(gòu)按泵體剖分形式1、節(jié)段式：每一級殼體都是分開式的 2、中開式：殼體在通過軸中心線的

7、平面上分開，又細(xì)分 水平中開式 垂直中開式 按泵體形式 1、渦殼式：葉輪排出側(cè)具有帶渦室的殼體 2、雙渦殼式：葉輪排出側(cè)具有雙渦室的殼體 3、透平式：帶導(dǎo)葉的離心泵 4、筒袋式：內(nèi)殼體外裝有圓筒狀的耐壓殼體 5、雙層殼體式：指筒袋式之外的雙層殼體泵按泵體的支承方式 1、懸架式：泵體下有泵腳，固定在底座上，軸承體懸在一端2、托架式： 軸承體下部固定在底座上，泵體被軸承體托起懸在一端 3、中心支承式 泵體兩側(cè)在通過軸心的水平面上固定在底座上 特殊結(jié)構(gòu)的葉片泵 1、潛水電泵： 驅(qū)動泵的電動機與泵一起放在水中使用的泵 2、屏蔽泵 ：泵與電機直聯(lián)（共用一根軸），電動機定子內(nèi)側(cè)裝有屏蔽套，以防液體進入定子

8、 3、磁力泵： 電動機帶動外磁鋼旋轉(zhuǎn)，通過磁感應(yīng)使和泵葉輪連在一起的內(nèi)磁鋼旋轉(zhuǎn)，內(nèi)外磁鋼間有隔離套，完全杜絕液體外漏 4、自吸式泵： 泵再次起動時無需灌水的泵 5、管道泵： 泵作為管道的一部分，無需特別改變管路即可安裝 6、無堵塞泵： 泵抽送液體中所含固體物質(zhì)不會在泵內(nèi)造成堵塞。 泵的基本參數(shù) 為了正確、合理地選用水泵，除了它的結(jié)構(gòu)原理外，還必須了解它的性能。每一臺泵上都有一個銘牌，在上面注著一些數(shù)據(jù)，可以使我們了解泵的具體性能規(guī)格，這對正確使用水泵很有用處。 表征泵性能的基本參數(shù)有：流量、揚程、轉(zhuǎn)速、功率、效率、必需汽蝕余量。流量Q流量是泵在單位時間內(nèi)輸送出去的液體量（體積或重量）。 體積流

9、量用Q表示，單位是：m/h、L/s等。 )/(6 . 3136001000/13slhm質(zhì)量流量用Qm表示，單位是：t/h、kg/s等。Qm=Q -液體的密度揚程H揚程是泵所抽送的單位重量液體從泵進口處（泵進口法蘭） 到泵出口處（泵出口法蘭）能量的增值。 揚程的單位是：“米”，即泵抽送液體的液柱高度。在一般情況下，泵的揚程以泵軸線為界，可分為兩段，一段是以吸水管把水吸上來，一段通過出水管把水壓出去。如圖所示。水泵能把水吸上來的高度叫吸水揚程，簡稱吸程H吸，水泵把水壓出去的高度稱為壓水揚程H壓，用公式表示為：H總= H吸+ H壓。轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)速是泵軸單位時間內(nèi)的轉(zhuǎn)數(shù)，用n表示。單位是r/min。 在

10、水泵行業(yè)一般用：2極（2900 r/min）4極（1450 r/min）6極（970 r/min）8極（750 r/min）功率功率是表示機組在單位時間內(nèi)所做“功”的大小，用“N”表示，單位為KW。水泵的功率可分為：有效功率、軸功率和配用功率三種。 有效功率是指水泵水流得到的凈功率，即N效，它可以用水泵的揚程和流量計算出來。即：hmQKWgQHN/)(360010003其中效軸功率是指在一定的流量和揚程下，動力機傳給水泵軸上的功率，又稱為水泵的輸入功率 。它和有效功率之間的關(guān)系是相差一個泵內(nèi)損失。即水泵的有效功率和泵內(nèi)損失功率之和為水泵的軸功率。 hmQKWgQHN/)(360010003其中

11、軸泵內(nèi)損失功率主要包括水流在泵體內(nèi)摩阻、積壓、回流以及水泵轉(zhuǎn)子與軸承、填料等零件的摩擦消耗。 配用功率又稱配套功率，是指一臺泵應(yīng)選配動力機的功率數(shù)。用N配表示。 配用功率與軸功率之間也有區(qū)別，它主要考慮比軸功率多一個因傳動而損失的功率，為了保證機組安全運行，配用功率還要留有余地，一般為： N配=（1.11.2）N軸效率 效率反映了水泵對動力利用的情況，它是一個技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，用表示，單位為 軸效100NNm:機械損失（軸承損失、密封損失、圓盤摩擦損失） v:容積損失（泵出口處一部分液體流回進口處所產(chǎn)生的損失） h：水力損失（沿程阻力損失、局部阻力損失） 泵的必需汽蝕余量r 表征泵進口部分的壓力降

12、，即為了不使泵發(fā)生汽蝕，要求在泵進口處單位重量液體具有超過汽化壓力水頭的富余能量。 單位為：m特性曲線 泵內(nèi)運動參數(shù)之間存在著一定的聯(lián)系，如果用曲線的形式表示泵性能參數(shù)之間的關(guān)系，稱為泵的特性曲線，也叫泵的性能曲線。 通常用橫坐標(biāo)表示流量Q、縱坐標(biāo)表示揚程H、效率、軸功率N、必需汽蝕余量NPSHr。 泵的性能曲線包括揚程曲線、效率曲線、功率曲線、泵必需汽蝕余量曲線。 HEPNPSHrQ流量(m3/h)揚程(m) H泵特性曲線的形式1、單調(diào)下降的特性曲線： QH 這種曲線中Q=0時，揚程最大Hmax，隨著流量增加，揚程逐漸下降，每一個揚程對應(yīng)一個流量，這是這是一種穩(wěn)定的曲線。一種穩(wěn)定的曲線。2、

13、平坦的特性曲線 QH這種曲線流量變化很大，而揚程變化很小。 消防用泵最希望能有這種性能曲線 3、駝峰特性曲線QH在流量為0時，揚程為H0，稱為關(guān)死點揚程。隨著流量增加，揚程達到最大值Hmax,而后隨流量增加，揚程下降。 這是一種不穩(wěn)定的特性曲線。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定當(dāng)Hmax/H01.02時，才符合要求。幾何參數(shù)對泵特性曲線的影響 1 1、葉片出口安放角、葉片出口安放角 2 2 在其它參數(shù)不變的情況下，2越大，泵的揚程越高。一般情況下15240。290時，功率曲線是一條有極值的曲線。2 2、葉輪外徑、葉輪外徑D D2 2 當(dāng)Q=0時關(guān)死點的揚程隨D2增加而增加。 3 3、葉輪出口寬度、葉輪出口寬度b b2

14、 2 b2越大，曲線越平。我們知道，理論揚程曲線平，實際揚程曲線容易出現(xiàn)駝峰，因此，為了消除駝峰或增加曲線的斜度，應(yīng)減小出口寬度b2。4 4、修削葉片進出口部分、修削葉片進出口部分 A： 修磨葉片出口部分背面，在相同流量情況下，可使泵的效率提高約2% 5%；在相同揚程下，泵的流量增加約5%10%。B:修磨葉片進口工作面，能增加葉片進口角，增加葉片間進口的開口面積，從而改善泵的汽蝕性能。 泵的相似定律 相似理論在泵的設(shè)計和實驗中廣泛應(yīng)用。通常所說的按模型換算進行相似設(shè)計和進行模型實驗就是在相似理論指導(dǎo)下進行。用小的模型進行試驗要比真機試驗經(jīng)濟得多，由于受到條件的限制，當(dāng)真機尺寸過大時，很難進行真

15、機實驗，只能用模型試驗代替。 當(dāng)實型泵和模型泵滿足幾何相似、運動相似時，尺寸、當(dāng)實型泵和模型泵滿足幾何相似、運動相似時，尺寸、轉(zhuǎn)速有以下泵的相似定律：轉(zhuǎn)速有以下泵的相似定律： 32152232222322mmmmmmmmmmDDnnPPDDnnHHDDnnQQ式中：m代表模型泵。 實型泵和模型泵尺寸、轉(zhuǎn)速相差較大時，效率將有明顯差別，泵尺寸越大，轉(zhuǎn)速越高，泵效率就越高。 比轉(zhuǎn)數(shù) 泵的相似定律建立了幾何相似的泵，在相似工況下，性能參數(shù)之間的關(guān)系。也就是說，如果泵性能參數(shù)之間存在著上述關(guān)系，泵是幾何相似和運動相似的。但是用相似定律來判別泵是否幾何相似和運動相似既不方便，也不直觀。在相似定律的基礎(chǔ)上

16、，可以推出一系列幾何相似的泵性能之間的綜合數(shù)據(jù)。如果這些數(shù)據(jù)相等，則這些泵是幾何相似和運動相似的，可以用相似定律換算性能之間的關(guān)系，這個綜合數(shù)據(jù)就是比轉(zhuǎn)數(shù)ns。 4365. 3HQnnsmin 2 3rnmHQsmQ程揚級單取泵級多對取泵吸雙對關(guān)于比轉(zhuǎn)數(shù)的幾點說明 1、同一臺泵在不同工況下具有不同的比轉(zhuǎn)數(shù)，作為相似準(zhǔn)則的ns是指對應(yīng)最高效率點工況下的值。一般指設(shè)計點的比轉(zhuǎn)數(shù)。 2、比轉(zhuǎn)數(shù)是根據(jù)相似理論推得的，可以作為相似判據(jù)，即是說幾何相似的泵在相似工況下ns值相等。反之，一般說來ns值相等的泵是幾何相似和運動相似的，但不能說ns相等的泵一定幾何形狀相似。 根據(jù)比轉(zhuǎn)數(shù)對泵的分類 泵的類型離心泵

17、混流泵軸流泵低比轉(zhuǎn)數(shù)中比轉(zhuǎn)數(shù)高比轉(zhuǎn)數(shù)比轉(zhuǎn)數(shù)30ns8080ns150150ns300300ns500500ns15001、低比轉(zhuǎn)數(shù)的泵意味著高揚程小流量，高比轉(zhuǎn)數(shù)的泵意味著低揚程大流量。2、低比轉(zhuǎn)數(shù)葉輪窄而長，高比轉(zhuǎn)數(shù)葉輪寬而短。3、低比轉(zhuǎn)數(shù)泵容易出現(xiàn)駝峰。4、低比轉(zhuǎn)數(shù)的泵，流量為零時軸功率小，所以要關(guān)閥起動。高比轉(zhuǎn)數(shù)泵（混流泵、軸流泵）零流量時軸功率大，所以要開閥起動。 泵的相似理論應(yīng)用 對于同一臺泵相似定律可簡化為： 2121nnQQ22121nnHH32121nnPP切割定律 若用戶要求的性能低于已有泵的性能，或泵出廠試驗結(jié)果流量、揚程偏高以及同一臺泵裝幾種不同直徑的葉輪以提高產(chǎn)品的通用

18、性，可以用切割葉輪外徑作為解決這種問題的一種方法。 為此，必須定量地確定切割量與性能變化的關(guān)系，設(shè)切割后的參數(shù)用角標(biāo)“”表示。 22DDQQ222DDHH322DDPP實際切割時根據(jù)上式留一定的余量，并逐次進行切割！實際切割時根據(jù)上式留一定的余量，并逐次進行切割！一般離心泵切割公式：一般離心泵切割公式：泵的工作范圍泵特性曲線上的每一點都對應(yīng)著一個工況，泵在最高效率點工況下運行是最理想的。但是用戶要求的性能千差萬別，不一定和最高效率點下的性能相一致。要想使每一個用戶要求的泵都在最高效率點下運行，那樣做需要的泵規(guī)格就太多了。為此，規(guī)定一個范圍（通常以效率下降58為界）。 我廠產(chǎn)品樣本上所取的小流量

19、點、大流量點的參數(shù)就是根據(jù)這一要求制定的。 泵的型譜 把許多泵的工作范圍畫在一張坐標(biāo)圖上，稱為型譜。 為了使圖形協(xié)調(diào)，高揚程和大流量時的工作范圍不致過大，通常采用對數(shù)坐標(biāo)表示。一般每一個系列泵有一個型譜。 系列型譜一方面供用戶選擇需要的泵，一方面用于指出發(fā)展新產(chǎn)品的方向。 附圖是國際標(biāo)準(zhǔn)ISO2858單級離心泵的型譜（IS、IH、IL、YH等）。m泵的汽蝕 汽蝕現(xiàn)象概述 液體汽化時的壓力為液體的汽化壓力（飽和蒸汽壓力）。液體汽化壓力的大小和溫度有關(guān)。溫度越高，汽化壓力越大。20常溫清水的汽化壓力為233.8Pa。而100水的汽化壓力為101296Pa。所以常溫（20）清水當(dāng)壓力降為233.8P

20、a時就開始汽化。 液體在一定溫度下，降低壓力至該溫度下的汽化壓力時，液體便產(chǎn)生氣泡，把這種產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象稱為汽蝕。 汽蝕時產(chǎn)生的氣泡流到高壓處時，其體積減小以至破滅。這種由于壓力上升氣泡消失在液體中的現(xiàn)象稱為汽蝕的潰滅。 泵內(nèi)汽蝕過程 泵在運轉(zhuǎn)過程中，若其過流部分的局部區(qū)域（通常是葉輪葉片進口稍后的某處）因為某種原因，抽送液體的絕對壓力下降到當(dāng)時溫度下的汽化壓力時，液體便在該處開始汽化，產(chǎn)生蒸汽，形成汽泡。這些汽泡隨液體向前流動，至某高壓處時，汽泡周圍的高壓液體迫使汽泡急劇地縮小以至破裂。在汽泡破裂的同時，液體質(zhì)點將以高速填充空穴，發(fā)生互相撞擊而形成水擊。這種現(xiàn)象發(fā)生在固體壁上將使過流部件受到

21、腐蝕破壞。這一過程就是泵的汽蝕過程。 泵產(chǎn)生汽蝕時的現(xiàn)象 1、產(chǎn)生噪音和振動：由于泵汽蝕時，汽泡在高壓區(qū)連續(xù)發(fā)生破裂，以及伴隨的強烈水擊而產(chǎn)生噪音和振動?？梢月牭较癖顾频呐九镜捻懧?。 2、過流部件的腐蝕破壞： 泵長時間在汽蝕條件下工作時，泵過流部件的某些地方會遭到腐蝕破壞腐蝕破壞。這是因為汽泡在破裂時金屬表面會受到象利刃似的高頻（60025000HZ）強烈沖擊，壓力達49Mpa，迫使金屬表面出現(xiàn)麻點以至穿孔。嚴(yán)重時金屬晶粒松動并剝落而呈現(xiàn)出蜂巢狀。汽蝕破壞除機械力作用外還伴有電解化學(xué)腐蝕等多種很復(fù)雜的作用。在葉片泵中，汽蝕最先產(chǎn)生的地方是葉輪中靠近外蓋板處的葉片背面進口邊大約等于葉片全長

22、的5%-10%處。 實踐證明：汽蝕破壞的部位，正是氣泡消失之處。所以常常在葉輪出口和壓水室進口部位發(fā)現(xiàn)破壞痕跡。3、性能下降： 泵內(nèi)發(fā)生汽蝕時其性能曲線下降。嚴(yán)重時會使泵的液流中斷不能工作。不同比轉(zhuǎn)數(shù)的泵，由汽蝕引起的性能下降的形式不同。在多級泵中，因汽蝕發(fā)生在第一級葉輪上，所以其性能曲線下降比單級泵小。 汽蝕基本方程 泵發(fā)生汽蝕的條件是由泵本身和吸入裝置兩方面決定的。泵之所以吸上液體是因為葉輪旋轉(zhuǎn)，在葉輪進口造成真空，吸入液面的壓力把液體壓入的結(jié)果。最理想的情況下是在葉輪進口造成絕對真空，不計流動過程的塤失，泵在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下最大只能吸上10.33m，實際上泵的吸上高度均在10m以下。 1、必

23、需汽蝕余量 NPSHr國外叫必需的凈正水頭。它是規(guī)定泵要達到的汽蝕性能參數(shù)，NPSHr值越小，泵的抗汽蝕性能就越好，NPSHr是由泵本身決定的，要求吸入裝置必須提供這么大的凈正吸頭，才能保證泵不發(fā)生汽蝕（泵銘牌上標(biāo)注此數(shù)）。 ggvNPSHr222020gv220-泵進口處的液體速度頭 g220-葉片進口繞流引起的壓降 2、裝置汽蝕余量NPSHa 又叫有效的汽蝕余量，它是由吸入裝置提供的，NPSHa越大，泵就越不容易發(fā)生汽蝕。NPSHa隨流量的增加而減小。 gPvhchggPcNPSHaPc吸入液面壓力hg液面到泵中心距離hc吸入裝置的水力塤失Pv-汽化壓力3、汽蝕基本方程式 NPSHa =

24、NPSHr 泵汽蝕 NPSHa NPSHr 泵無汽蝕 裝置的計算方法 NPSHgphgphvccg1、吸上裝置Pc-吸入液面的絕對壓力 Pv-抽送液體溫度下汽化壓力hc-沿程阻力損失NPSH-許用汽蝕余量，NPSH=（1.11.5）NPSHr，當(dāng)流量大時取大值，流量小時取小值。 2、倒灌裝置gphgpNPSHhvccg例題1：IS150125400型泵經(jīng)試驗NPSHr2.8m,在大氣壓力下抽送常溫清水（Pv/g=0.24）,估計hc=0.5m，分別求天津和蘭州兩地用泵時泵的幾何吸入高度？ 解：查表得 天津的Pa/=10.35m,蘭州的Pa/=8.68mhg=Pa/-hc-PV/-NPSH取NP

25、SH1.3NPSHr=1.32.8=3.64m天津：hg10.350.50.243.646.42m蘭州:hg8.68-0.5-0.24-3.64=4.75m溫度102030405060708090100汽化壓力0.120.240.430.751.252.023.174.487.1410.33例題例題2 2： ISR150125400型泵，NPSHr2.8m。在大氣壓力下抽送100C的熱水，Pv/g=10.33m,估計hc=0.5m，分別求天津和蘭州兩地用泵時泵安裝高度？ 解：查表得 天津的Pa/=10.35m,蘭州的Pa/=8.68mhg=Pa/-hc- PV/-NPSH取NPSH1.3NPS

26、Hr=1.32.8=3.64m天津：hg10.35-0.5-10.33-3.64=-4.34m蘭州:hg8.68-0.5-10.33-3.64=-5.75m負(fù)值表明：ISR型熱水泵在使用時，必須吸入液面高于泵進口，水溫越高，要求進口壓力就越高。提高泵抗汽蝕性能的措施 工廠生產(chǎn)的每一臺泵，在一定流量下其NPSHr是一定的。為了不使泵發(fā)生汽蝕，必須NPSHa NPSHr,而NPSHaPc/-hg-hc-PV/ 主要采取的措施有： 1 1、減小幾何吸上高度、減小幾何吸上高度（或增加幾何倒灌高度）。 2 2、減少吸入損失、減少吸入損失hc，為此可以設(shè)法增加管徑，盡量 減小管路長度，彎頭和附件等。 3

27、3、泵在大流量運轉(zhuǎn)時、泵在大流量運轉(zhuǎn)時NPSHr增加，增加，NPSHa減小。減小。所以在確定安裝高度時，應(yīng)使NPSH比NPSHr盡量大些，否則應(yīng)防止泵長時間在大流量運轉(zhuǎn)。有時因選泵不當(dāng)，使泵處于大流量點運轉(zhuǎn)，容易產(chǎn)生汽蝕，這一點在選泵時要注意。 4、在同樣轉(zhuǎn)速和流量下，采用雙吸泵，因而減小進口流速，泵不容易發(fā)生汽蝕。 5、泵發(fā)生汽蝕時，應(yīng)把流量調(diào)小運轉(zhuǎn)或降速運轉(zhuǎn)。 6、泵吸水池情況對泵汽蝕有重要影響。 7、對于在苛刻條件下運轉(zhuǎn)的泵，為避免汽蝕，可使用耐汽蝕材料。8、避免在進口采用閥調(diào)節(jié)流量。 泵運轉(zhuǎn)時的工況點 泵特性曲線上的每點都是個工況，對應(yīng)組參數(shù)（H、Q、P、NPSH）。通常都希望泵在對應(yīng)

28、最高效率點的工況下工作，但是不定能做得到，這是因為泵運轉(zhuǎn)時在泵特性曲線上哪點，是由泵特性曲線和裝置特性曲線共同決定的。 把單位重量液體從吸水池液面送到排水池液面需要的能量稱為裝置揚程，用HZ表示。裝置揚程是由幾何高度ha、壓力差（Pt-PC）/g和整個裝置管路系統(tǒng)（泵本身除外）的水力損失h三部分組成。 HZha（Pt-PC）/g+h 其中水力損失h為沿程損失和局部損失之和，與流量平方成正比即hKQ2 則HZha（Pt-PC）/g+ KQ2 把泵特性曲線和裝置特性曲線畫在同張圖上，泵特性曲線和裝置特性曲線的交點M，就是泵的運轉(zhuǎn)工況。 泵運轉(zhuǎn)工況的調(diào)節(jié) 改變泵運轉(zhuǎn)工況點稱為泵的調(diào)節(jié)。改變泵運轉(zhuǎn)工況

29、點稱為泵的調(diào)節(jié)。水泵的流量是由水泵的工況點決定的，而水泵的工況點則由水泵的特性曲線和水泵裝置特性曲線的交點決定的。通常泵是由交流電動機驅(qū)動，其轉(zhuǎn)速不能改變，則泵的特性曲線就固定不變。如果裝置特性曲線也不變，則工況點也不變，泵的流量也不變。但是人們有時要流量大，有時要流量小，希望水泵的工況點能按人們的要求進行調(diào)節(jié)。 改變水泵的工況點有三種辦法： 1、改變泵的特性曲線 2、改變裝置特性曲線 3、同時改變泵的特性曲線和裝置特性曲線。 1 1、改變裝置特性曲線以調(diào)節(jié)泵的流量、改變裝置特性曲線以調(diào)節(jié)泵的流量節(jié)流調(diào)節(jié)法節(jié)流調(diào)節(jié)法 水泵裝置特性曲線的公式為：HZha(Pt-Pc)/g+KQ2。要改變Hz，就

30、必須改變此公式，因ha、（Pt-PC）/g均為定值，唯一可改變的就是流量模數(shù)K，K與管路中的阻力有關(guān)，要改變K，可在壓力管路上按裝閥門，把閥門開大與開小，就能使K增大或減小，就能改變裝置特性曲線，這種方法叫節(jié)流調(diào)節(jié)法，其缺點是調(diào)節(jié)時帶有附加的節(jié)流損失。 2 2、改變泵特性曲線的方法、改變泵特性曲線的方法 （1）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) （2）切割葉輪外徑調(diào)節(jié) 軸向力的產(chǎn)生的原因 泵在運轉(zhuǎn)中，轉(zhuǎn)子上作用著軸向力，該力將拉動轉(zhuǎn)子軸向移動。因此，必須設(shè)法消除或平衡此軸向力，方能使泵正常工作。泵轉(zhuǎn)子上作用的軸向力，由下列各分力組成： 1 1、葉輪前、后蓋板不對稱產(chǎn)生的軸向力、葉輪前、后蓋板不對稱產(chǎn)生的軸向力 由圖可知

31、，葉輪前后蓋板不對稱，前蓋板在吸入眼部分沒有蓋板。作用在后蓋板上的壓力，除口環(huán)以上部分與前蓋板對稱作用的壓力相抵消外，口環(huán)下部減去吸入口壓力P1所余的壓力，產(chǎn)生的軸向力方向指向葉輪入口。 2 2、葉輪動反力的計算、葉輪動反力的計算 液體通常沿軸向進入葉輪，沿徑向或斜向流出。液流通過葉輪其方向之所以變化，是因為液體受到葉輪作用力的結(jié)果。反之，液體給葉輪一個大小相等的反作用力，該力即為動反力，指向葉輪后面。 3 3、立式泵轉(zhuǎn)子（包括其中的液體）的重量，造成泵的軸向力、立式泵轉(zhuǎn)子（包括其中的液體）的重量，造成泵的軸向力 4 4、影響軸向力的其他因素、影響軸向力的其他因素 葉輪兩側(cè)密封環(huán)不同。雙吸泵從

32、理論上講無軸向力作用，當(dāng)兩側(cè)密封環(huán)間隙長度不同，磨損不同時，會產(chǎn)生指向泄漏大的一側(cè)的附加軸向力。 軸向力的平衡 1 1、推力軸承、推力軸承 對于軸向力不大的小型泵，采用推力軸承承受軸向力，通常是簡單通用而經(jīng)濟的辦法，即使采用其他平衡裝置，考慮到總有一定所殘余軸向力，有時也選用推力軸承。 2 2、平衡孔或平衡管、平衡孔或平衡管 這種情況下仍有1015的殘余不平衡軸向力。密封環(huán)與平衡孔是相輔相成的，只設(shè)密封環(huán)無平衡孔不能平衡軸向力；只設(shè)平衡孔不設(shè)密封環(huán)，其結(jié)果是泄漏量很大，平衡軸向力的程度甚微。采用這種平衡方式，其缺點是容積損失增加（一般為設(shè)計流量的25），另外抗汽蝕性能也下降。 3 3、雙吸葉輪

33、、雙吸葉輪 雙吸葉輪由于結(jié)構(gòu)對稱，能平衡軸向力。但由于制造誤差，或兩側(cè)密封環(huán)磨損不同，也會存在一定的殘余軸向力。 4 4、背葉片、背葉片 葉片后蓋板上加背葉片后，背葉片隨葉輪一起轉(zhuǎn)動，強迫液體旋轉(zhuǎn)，液體的旋轉(zhuǎn)角速度增加，從軸中線向外介質(zhì)的壓力越來越高，與葉輪吸入口面積相等的后蓋板部分，前后壓差很小，即使有小部分殘余軸向力，由軸承來承受。背葉片與泵蓋的間隙越小，其平衡軸向力的能力就越大。另外背葉片除能平衡軸向力外，同時能減小軸封前液體的壓力。背葉片有防止雜質(zhì)進入軸封的功能，故也常用于雜質(zhì)泵。背葉片能使泵的揚程大約提高12，但使泵的效率下降23。 5 5、葉輪對稱布置、葉輪對稱布置 多級泵的葉輪半

34、數(shù)對半數(shù)，面對面或背靠背地按一定次序排列起來，可使軸向力互相平衡。 布置葉輪的原則是：級間過渡流道不能很復(fù)雜，以利于鑄造和減小損失。兩端軸封側(cè)應(yīng)布置低壓級，以減小軸封所承受的壓力。相鄰兩級壓力間的級差不要很大，以減小級間壓差，從而減小級間泄漏。 6 6、平衡鼓、平衡鼓 平衡鼓是個圓柱體，裝在末級葉輪之后，隨轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)。平衡鼓與平衡套之間形成徑向間隙。平衡鼓前面是末級葉輪的后腔，后面是與吸入口相連通的平衡室。這樣作用在平衡鼓上的壓差形成指向右方的平衡力F，該力用來平衡作用在轉(zhuǎn)子上的軸向力A。 平衡鼓由于在設(shè)計平衡鼓時，其計算不完全符合實際或工況變化時，平衡鼓產(chǎn)生的平衡力不可能完全等于軸向力，殘

35、余軸向力由推力軸承來承擔(dān)。平衡鼓與平衡套之間的間隙常取0.2mm0.3mm。平衡鼓的泄漏量很大，約為設(shè)計點流量的525。 7 7、平衡盤、平衡盤 平衡盤象一個浮動的液體潤滑軸承，隨著轉(zhuǎn)子可以移動（采用平衡盤裝置的泵，其兩端軸承是不限制軸向移動的），平衡盤和平衡鼓不同，它能自動平衡軸向力，這是因為平衡盤兩個間隙相輔相成的結(jié)果。 平衡盤泄漏量很大，一般泵的泄漏量是泵設(shè)計流量的410，高揚程小流量的泵高達20。當(dāng)運行一時間隙磨損后，泄漏量還要增加。影響泄漏量的因素： 對一定的平衡盤，級數(shù)越多，泄漏量越大。泵在小流量區(qū)域運行，泄漏量增加。b1大時，泄漏量大。L1小時泄漏量大。b2增大泄漏量大。 泵的軸

36、封 泵內(nèi)流體和泵外大氣間存在著壓差，流體沿著軸和泵蓋間的間隙向外泄漏，為此需設(shè)密封裝置，稱其為軸封。泵內(nèi)壓力大于大氣壓時，軸封防止液體向外泄漏；泵內(nèi)壓力小于大氣壓時，軸封防止空氣向泵內(nèi)泄漏。 常用的軸封有： 1、填料密封 2、機械密封 3、動力密封 機械密封的基本元件和工作原理 機械密封是由動環(huán)（隨軸一起轉(zhuǎn)動并能沿軸向移動）、靜環(huán)、壓緊元件（彈簧）和密封元件（密封圈）等組成。動環(huán)靠密封腔中的液體壓力和彈簧的壓力使其端面貼合在靜環(huán)端面上，形成微小的軸向間隙而達到密封的目的。兩密封環(huán)端面A、靜環(huán)和壓蓋的密封C、動環(huán)和軸的密封B構(gòu)成三道密封，封堵了密封腔中液體向外泄漏的全部可能的途徑，實現(xiàn)可靠的密封

37、。密封元件除起密封作用外還起著緩沖振動和沖擊的作用。 機械密封同填料密封相比的優(yōu)缺點 機械密封的結(jié)構(gòu)形式及選擇 機械密封結(jié)構(gòu)形式，主要根據(jù)摩擦副的數(shù)量、彈簧的數(shù)量、彈簧是否與介質(zhì)接觸、彈簧運動或靜止，介質(zhì)在密封端面上造成的比壓大小、介質(zhì)的泄漏方向來加以區(qū)別。機械密封的主要結(jié)構(gòu)型式： 1 1、平衡型與非平衡型：、平衡型與非平衡型： 非平衡型：介質(zhì)作用在動環(huán)上的有效面積（去掉作用壓力相互抵消部分的面積），等于或大于動、靜環(huán)接觸面積。一般非平衡型介質(zhì)一般非平衡型介質(zhì)壓力不超過壓力不超過0.7Mpa0.7Mpa。 平衡型：當(dāng)介質(zhì)壓力高時，需要從密封結(jié)構(gòu)上設(shè)法消除一部分壓力對摩擦面的作用，這種形式的密封

38、稱為平衡型機械密封。在這種密封中，介質(zhì)作用在動環(huán)上的有效面積小于靜環(huán)端面的接觸面積，密封端面上的比壓可以自行控制，介質(zhì)壓力增減對端面比壓影響較小。 2 2、單彈簧與多彈簧、單彈簧與多彈簧 機械密封有單彈簧和多彈簧兩種形式。多彈簧是沿圓周裝有多個彈簧，優(yōu)點是彈簧受力比單彈簧均勻，緩沖性好，便于調(diào)節(jié)，軸向尺寸也小，但不耐腐蝕，容易銹死卡住而失效。還有多彈簧是以小的位移，使彈簧負(fù)荷有較大變化，故摩擦面磨損時對摩擦面上的比壓有明顯的影響。一般說來，小軸徑宜用大彈簧，大軸徑宜用小彈簧。 3 3、單端面與雙端面、單端面與雙端面 按密封腔中摩擦副的對數(shù)分為單端面和雙端面機械密封。單端面密封，在密封腔中有一對

39、端面摩擦副，如有兩對摩擦副即成為雙端面機封。前者結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝容易，一般用于介質(zhì)本身潤滑性好和允許微量泄漏的條件。當(dāng)介質(zhì)有毒、易燃、易爆以及對泄漏量有嚴(yán)格要求時，不宜使用。雙端面機封有軸向和徑向雙端面之分，適用于介質(zhì)本身潤滑性差、有毒、易燃、易爆、易揮發(fā)、含磨粒及氣體時。工作時需在兩對端面間引入高于介質(zhì)壓力0.0150.15Mpa的封液以改善端面間的潤滑及冷卻條件，并把介質(zhì)與外界隔離，有可能實現(xiàn)介質(zhì)“零泄漏”。 4 4、內(nèi)流型與外流型、內(nèi)流型與外流型 按被密封介質(zhì)沿端面方向分為內(nèi)流型與外流型。內(nèi)流型：液體以逆離心力方向進入密封端面。如雙端面密封中大氣側(cè)的密封，離心力阻止液體泄露，適合于密

40、封含雜質(zhì)的介質(zhì)。外流型：液體以順離心力方向進入密封端面。如雙端面密封中介質(zhì)側(cè)的密封，當(dāng)介質(zhì)壓力大于封液時就變?yōu)橥饬餍兔芊狻?5 5、內(nèi)裝型與外裝型、內(nèi)裝型與外裝型 按彈簧是否在被密封介質(zhì)內(nèi)分為內(nèi)裝型與外裝型。對強腐蝕介質(zhì)不宜用內(nèi)裝型。外裝型容易觀察和拆裝；但端面液體反力只靠彈簧來平衡，當(dāng)介質(zhì)壓力高（端面反力亦大）時，可能打開端面，出現(xiàn)強烈泄漏，故外裝型一般用于低壓（0.3Mpa）以下。目前，我廠還沒有生產(chǎn)外裝式機封的泵。 機械密封材料 機械密封材料大概分為四類：摩擦副材料、輔助密封圈材料、加載彈簧材料和其它結(jié)構(gòu)材料。 1 1、彈簧副材料、彈簧副材料 （1 1）硬質(zhì)合金：）硬質(zhì)合金： 硬質(zhì)合金具

41、有硬度高、耐磨損、耐高溫、線膨脹系數(shù)小、摩擦系數(shù)低和組對性好等優(yōu)點。（2 2）工程陶瓷：）工程陶瓷： 工程陶瓷具有極好的化學(xué)穩(wěn)定性、硬度高、耐磨損，是耐腐蝕機封理想的摩擦副組對材料。其缺點是抗沖擊韌性低，脆性大。常用陶瓷有：氧化鋁、氧化鋁基金屬陶瓷、鉻鋼玉陶瓷氮化硅陶瓷、碳化硼陶瓷、碳化硅陶瓷。（3 3）碳石墨：）碳石墨： 具有良好的自潤滑性和低的摩擦系數(shù)，組對性能好，易加工。常用碳石墨有：燒結(jié)石墨、樹脂結(jié)合石墨、熱解石墨。2 2、輔助密封圈材料、輔助密封圈材料 輔助密封圈材料應(yīng)具有以下功能：有良好的彈性、適中的硬度和小的壓縮永久變形，耐高低溫的老化性能好；與介質(zhì)相溶不易產(chǎn)生溶脹、溶縮、分解和

42、硬化，有較小的摩擦系數(shù)、耐磨耗和有一定的抗撕裂強度。 目前輔助密封圈所使用的材料主要有：（1）通用合成橡膠（2）聚四氟乙烯（3）其他材料3 3、彈性元件材料、彈性元件材料 彈性元件是機械密封的加載元件，要求強度高、耐疲勞、耐腐蝕、以及耐高低溫。 填料密封 填料密封是把軟填料塞入填料函內(nèi)，用壓蓋壓緊，靠軸或軸套外表面與填料內(nèi)表面的柱面來密封。我廠的填料結(jié)構(gòu)大多是靠近介質(zhì)側(cè)裝入兩圈填料，再裝上填料環(huán)（用泵內(nèi)液體進行沖洗和密封），最后再裝入三圈填料。有的泵型不裝入填料環(huán)。1 1、填料的種類、填料的種類 填料是以各種纖維、金屬等基礎(chǔ)材料和潤滑劑、粘接劑等輔助材料組合而成。填料應(yīng)具備以下條件：有一定的塑

43、性，在壓緊力的作用下產(chǎn)生一定的徑向力并緊密與軸接觸；有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性，不污染介質(zhì)，不被介質(zhì)泡脹，填料中的浸漬劑不被介質(zhì)溶解，填料本身不腐蝕密封面；自潤滑性好，耐磨、摩擦系數(shù)?。惠S有少量偏心時，填料應(yīng)有足夠的浮動彈性。 填料的種類很多，最常用的分以下五類：填料的種類很多，最常用的分以下五類： 綜合填料；編結(jié)填料；編結(jié)填料；塑性填料；金屬填料；碳纖維填料。 碳纖維填料是一種新型填料，優(yōu)異的自潤滑性能、耐彎、低溫和化學(xué)的性能，得到廣泛應(yīng)用，同常用填料比較如下： 2 2、裝填料時的注意事項、裝填料時的注意事項 根據(jù)圓周長度，裁開填料，按45方向裁開。裝入時將填料砸扁平，能容易裝入填料函。全部裝完后，用填料壓蓋稍用力壓緊，使壓蓋剛好進入填料函為準(zhǔn)（或開車后根據(jù)泄漏程度再調(diào)整），若一次性壓緊，不但造成填料發(fā)燒冒煙，而且使填料失去調(diào)整余地，只能重?fù)Q填料。 當(dāng)泵的進口壓力為大氣壓時，若填料壓不緊可能造成進氣，使泵運動出現(xiàn)噪聲或振動及揚程偏低。這時可逐漸對稱壓緊填料，也可在填料處涂滿黃油。 3 3、填料密封的泄漏量、填料密封的泄漏量 填料密封在保證填料函室溫升正常前提下，應(yīng)符合下表規(guī)定：JB/T53061-93泵的操作過程及注意事項泵的操作過程及注意事項 （1 1）啟動前的準(zhǔn)備工作）啟動前的準(zhǔn)備工作 a.啟動前檢查 1）檢查泵出入口管線及附屬管環(huán)法蘭，閘門安裝