化工原理第二章離心泵

1、2021-11-6 第一節(jié)第一節(jié) 離心泵離心泵離心泵工作原理離心泵工作原理 離心泵的主要部件和構(gòu)造離心泵的主要部件和構(gòu)造 離心泵的分類離心泵的分類 離心泵的主要性能參數(shù)離心泵的主要性能參數(shù)離心泵的特性曲線離心泵的特性曲線離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)離心泵的汽蝕現(xiàn)象與安裝高度離心泵的汽蝕現(xiàn)象與安裝高度離心泵的選用、安裝與操作離心泵的選用、安裝與操作第二章流體輸送機(jī)械2021-11-6概概 述述 其中H是流體輸送機(jī)械對(duì)單位重量流體所做的功。從上式可以看出，采用流體輸送機(jī)械操作的目的可能是為了提高流體的動(dòng)能、位能或靜壓能，或用于克服沿程的阻力，也可能幾種目的兼而有之 。fHgug

2、pzH221、流體輸送機(jī)械的作用、流體輸送機(jī)械的作用 如果說(shuō)管路是設(shè)備與設(shè)備之間、車間與車間之間、工廠與工廠之間聯(lián)系的通道的話，則流體輸送機(jī)械是這種聯(lián)系的動(dòng)力所在。以供料點(diǎn)和需料點(diǎn)為截面列柏努利方程：2021-11-62 2、流體輸送機(jī)械的分類、流體輸送機(jī)械的分類 （1 1）根據(jù)輸送對(duì)象（介質(zhì)）根據(jù)輸送對(duì)象（介質(zhì)） 液體泵； 氣體風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)。（2）根據(jù)）根據(jù)工作原理工作原理 離心式（非容積式）； 正位移式（容積式）：往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)式； 其它（如噴射式）2021-11-6（1）結(jié)合化工生產(chǎn)的特點(diǎn)，討論各種流體輸送機(jī)械的操作原理、基本構(gòu)造與性能；3、本章學(xué)習(xí)的目的、本章學(xué)習(xí)的目的（2）合理地選擇其

3、類型，決定規(guī)格，計(jì)算功率消耗；（3）正確安裝安裝在管路系統(tǒng)中的位置位置等。2021-11-6一離心泵的工作原理一離心泵的工作原理1、主要結(jié)構(gòu)、主要結(jié)構(gòu) 2021-11-62021-11-6 由若干個(gè)彎曲的葉片組成的葉輪置于具有蝸殼通道的泵殼之內(nèi)。葉輪緊固于泵軸上泵軸與電機(jī)相連，可由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。吸入口位于泵殼中央與吸入管路相連，并在吸入管底部裝一止逆閥（單向閥門）。 泵殼的側(cè)邊為排出口，與排出管路相連，其上裝有調(diào)節(jié)閥。2021-11-62、離心泵的工作原理、離心泵的工作原理 （1）葉輪被泵軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，對(duì)位于葉片間的流體做功，流體受離心力的作用，由葉輪中心被拋向外圍。當(dāng)流體到達(dá)葉輪外周時(shí)，流速非

4、常高（1525 m/s)，使流體獲得動(dòng)能。（2）泵殼匯集從各葉片間被拋出的液體，這些液體在殼內(nèi)順著蝸殼形通道逐漸擴(kuò)大的方向流動(dòng)，使流體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能。2021-11-6 依靠葉輪高速旋轉(zhuǎn)，迫使葉輪中心的液體以很高的速度被拋開，從而在葉輪中心形成低壓葉輪中心形成低壓，低位槽中的液體因此被源源不斷地吸上。液體吸上原理液體吸上原理2021-11-6葉輪旋轉(zhuǎn)，質(zhì)點(diǎn)離心；切線甩出，獲得動(dòng)能；進(jìn)入蝸殼，轉(zhuǎn)成壓能；葉輪中心，形成真空；外壓作用，液體進(jìn)入。2021-11-6例例：有一離心泵用來(lái)輸送水，出口管速度為3.6m/s，流體離開葉輪的線速度是30m/s，試確定流體流經(jīng)泵前后的壓力差。忽略阻力損失。2

5、021-11-6故 P2P110009.81454.41105 Pa由此可見(jiàn)，流體流經(jīng)泵后，凈壓力增加了，靜壓能增大了。fHgPguZHgPguZ2222121122）（OmHguugPP2222122124581. 926 . 3302解解：從葉輪邊沿處到泵的出口處列伯努利方程為：忽略高度差，即 Z1=Z2 已知 H=0 Hf=0 u1=30m/s u2=3.6m/s 則有：2021-11-6離心泵工作原理.avi離心泵工作原理.swf2021-11-6 離心泵啟動(dòng)時(shí)，如果泵殼內(nèi)存在空氣，由于空氣的密度遠(yuǎn)小于液體的密度，葉輪旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力很小，葉輪中心處產(chǎn)生的低壓不足以造成吸上液體所需要

6、的真空度，這樣，離心泵就無(wú)法工作，這種現(xiàn)象稱作“氣傅氣傅”。 為了使啟動(dòng)前泵內(nèi)充滿液體，在吸入管道底部裝一止逆閥。此外，在離心泵的出口管路上也裝一調(diào)解閥，用于開停車和調(diào)節(jié)流量。3、氣縛現(xiàn)象、氣縛現(xiàn)象2021-11-6離心泵氣縛現(xiàn)象.swf氣縛現(xiàn)象.avi2021-11-6 將電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳給液體,使液體的靜壓能和動(dòng)能都有所提高。 二、離心泵的主要部件和構(gòu)造二、離心泵的主要部件和構(gòu)造1、葉輪、葉輪（1）葉輪的作用葉輪的作用2021-11-6根據(jù)結(jié)構(gòu)根據(jù)結(jié)構(gòu)閉式葉輪開式葉輪 半閉式葉輪 葉片的內(nèi)側(cè)帶有前后蓋板，適于輸送干凈流體，效率較高；沒(méi)有前后蓋板，適合輸送含有固體顆粒的液體懸浮物。只有后蓋板

7、，可用于輸送漿料或含固體懸浮物的液體，效率較低。（2）葉輪的分類葉輪的分類 2021-11-6半敞式葉輪.avi蔽式葉輪.avi2021-11-6按吸液方式 單吸式葉輪 雙吸式葉輪液體只能從葉輪一側(cè)被吸入，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。相當(dāng)于兩個(gè)沒(méi)有蓋板的單吸式葉輪背靠背并在了一起，可以從兩側(cè)吸入液體，具有較大的吸液能力，而且可以較好的消除軸向推力。 2021-11-6單級(jí)雙吸離心泵.avi2021-11-62、泵殼、泵殼 （1）泵殼的作用）泵殼的作用匯集液體，作導(dǎo)出液體的通道；使液體的能量發(fā)生轉(zhuǎn)換，一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。2021-11-6泵殼的作用.avi2021-11-6（2）導(dǎo)（葉）輪導(dǎo)（葉）輪 為了減少

8、液體直接進(jìn)入蝸殼時(shí)的碰撞，在葉輪與泵殼之間有時(shí)還裝有一個(gè)固定不動(dòng)的帶有葉片的圓盤，稱為導(dǎo)（葉）輪。 導(dǎo)葉輪上的葉片的彎曲方向與葉輪上葉片的彎曲方向相反，其彎曲角度正好與液體從葉輪流出的方向相適應(yīng)，引導(dǎo)液體在泵殼的通道內(nèi)平緩的改變方向，使能量損失減小，使動(dòng)能向靜壓能的轉(zhuǎn)換更為有效。 2021-11-6（3 3）軸封裝置）軸封裝置a)軸封的作用 為了防止高壓液體從泵殼內(nèi)沿軸的四周而漏出，或者外界空氣漏入泵殼內(nèi)。b)軸封的分類 軸封裝置 填料密封： 機(jī)械密封： 主要由填料函殼、軟填料和填料壓蓋組成。普通離心泵采用這種密封 主要由裝在泵軸上隨之轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)環(huán)和固定于泵殼上的靜環(huán)組成，兩個(gè)環(huán)形端面由彈簧的彈

9、力互相貼緊而作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，起到密封作用。 2021-11-6填料密封.avi2021-11-62021-11-6三、離心泵的分類1 1、按照軸上葉輪數(shù)目的多少、按照軸上葉輪數(shù)目的多少 單級(jí)泵 多級(jí)泵 軸上只有一個(gè)葉輪的離心泵，適用于出口壓力不太大的情況；軸上不止一個(gè)葉輪的離心泵 ，可以達(dá)到較高的壓頭。離心泵的級(jí)數(shù)就是指軸上的葉輪數(shù)，我國(guó)生產(chǎn)的多級(jí)離心泵一般為29級(jí)。 2 2、按葉輪上吸入口的數(shù)目、按葉輪上吸入口的數(shù)目單吸泵：雙吸泵： 葉輪上只有一個(gè)吸入口，適用于輸送量不大的情況。葉輪上有兩個(gè)吸入口，適用于輸送量很大的情況。 2021-11-6IS型離心泵.avi2021-11-62021-11-

10、63、按離心泵的不同用途 水泵 輸送清水和物性與水相近、無(wú)腐蝕性且雜質(zhì)很少的液體的泵。 （B型） 耐腐蝕泵 接觸液體的部件（葉輪、泵體）用耐腐蝕材料制成。要求：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零件容易更換、維修方便、密封可靠、用于耐腐蝕泵的材料：鑄鐵、高硅鐵、各種合金鋼、塑料、玻璃等（F型）油泵 輸送石油產(chǎn)品的泵 ，要求密封完善。（Y 型）雜質(zhì)泵 輸送含有固體顆粒的懸浮液、稠厚的漿液等的泵 ，又細(xì)分為污水泵、砂泵、泥漿泵等 。要求不易堵塞、易拆卸、耐磨、在構(gòu)造上是葉輪流道寬、葉片數(shù)目少。2021-11-6B型離心泵分解動(dòng)畫.aviB型離心泵分解動(dòng)畫.avi2021-11-61 1、離心泵的流量、離心泵的流量 指離心

11、泵在單位時(shí)間里排到管路系統(tǒng)的液體體積，一般用qv表示，單位為m3/s 、m3/min或 m3/h。又稱為泵的送液能力 。2 2、離心泵的壓頭（揚(yáng)程）、離心泵的壓頭（揚(yáng)程） 泵對(duì)單位重量的液體所提供的有效能量，以H表示，單位為m。又稱為泵的揚(yáng)程。四、離心泵的主要性能參數(shù)2021-11-6離心泵的壓頭取決于： 泵的結(jié)構(gòu)（葉輪的直徑、葉片的彎曲情況等） 轉(zhuǎn)速 n 流量 Q 可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定離心可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定離心泵的壓頭（揚(yáng)程），其泵的壓頭（揚(yáng)程），其具體方法為：具體方法為：（1）在泵的前后安裝真空表、壓力表；（2）進(jìn)行能量衡算。2021-11-6H的計(jì)算可根據(jù)進(jìn)、出兩截面間的柏努利方程：進(jìn)出出出進(jìn)

12、進(jìn))(2222fHgugPZHgugP進(jìn)出進(jìn)出進(jìn)出)(222fHguugPPZHgPPZH/ )(進(jìn)出 離心泵的壓頭又稱揚(yáng)程。必須注意，揚(yáng)程并不等于升舉高度Z，升舉高度只是揚(yáng)程的一部分。 2021-11-63、離心泵的效率 離心泵輸送液體時(shí)，通過(guò)電機(jī)的葉輪將電機(jī)的能量傳給液體。在這個(gè)過(guò)程中，不可避免的會(huì)有能量損失，也就是說(shuō)泵軸轉(zhuǎn)動(dòng)所做的功不能全部都為液體所獲得，通常用效率來(lái)反映能量損失。這些能量損失包括： 容積損失 水力損失 機(jī)械損失 泵的效率反應(yīng)了這三項(xiàng)能量損失的總和，又稱為總效率。與泵的大小、類型、制造精密程度和所輸送液體的性質(zhì)有關(guān) 。 2021-11-64、軸功率及有效功率軸功率： 電機(jī)

13、輸入離心泵的功率,用P表示，單位為J/S,W或kW有效功率：排送到管道的液體從葉輪獲得的功率，用Pe表示 軸功率和有效功率之間的關(guān)系為 ：/ePP 有效功率可表達(dá)為: gHqPVe軸功率可直接利用效率計(jì)算:/gHqPV2021-11-6五、離心泵的特性曲線五、離心泵的特性曲線 對(duì)一臺(tái)特定的離心泵，在轉(zhuǎn)速固定的情況下，其壓頭（H）、軸功率（P）和效率（）都與其流量（qV）有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，其中以壓頭與流量之間的關(guān)系最為重要。這些關(guān)系的圖形表示就稱為離心泵的特性曲線。由于壓頭受水力損失影響的復(fù)雜性，這些關(guān)系一般都通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定。包括H qV曲線、P qV曲線和 qV曲線。1、離心泵的特性曲線、離心

14、泵的特性曲線2021-11-6 離心泵的特性曲線一般由離心泵的生產(chǎn)廠家提供，標(biāo)繪于泵產(chǎn)品說(shuō)明書（樣本）中，其測(cè)定條件一般是20的清水(101.325kPa)，轉(zhuǎn)速也固定（在圖中給出轉(zhuǎn)速）。 2、離心泵特性曲線的獲取、離心泵特性曲線的獲取2021-11-62021-11-63、離心泵特性曲線的有關(guān)討論、離心泵特性曲線的有關(guān)討論從HqV特性曲線中可以看出，隨著流量的增加，泵的壓頭是下降的，即流量越大，泵向單位重量流體提供的機(jī)械能越小。但是，這一規(guī)律對(duì)流量很小的情況可能不適用。軸功率隨著流量的增加而上升，所以大流量輸送一定對(duì)應(yīng)著大的配套電機(jī)。另外，這一規(guī)律還提示我們，離心泵應(yīng)在關(guān)閉出口閥的情況下啟動(dòng)

15、，這樣可以使電機(jī)的啟動(dòng)電流最小。2021-11-6泵的效率先隨著流量的增加而上升，達(dá)到一最大值后便下降，根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)選泵時(shí)，應(yīng)使泵在最高效率點(diǎn)（設(shè)計(jì)工況點(diǎn)）附近工作，其范圍內(nèi)的效率一般不低于最高效率點(diǎn)的92%。最高效率以下7范圍內(nèi)為高效區(qū)。離心泵的銘牌上標(biāo)有一組性能參數(shù)，它們都是與最高效率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的性能參數(shù)。2021-11-64 4、離心泵特性曲線的影響因素、離心泵特性曲線的影響因素 離心泵的壓頭和流量均與液體的密度無(wú)關(guān)，有效功率和軸功率隨密度的增加而增加，這是因?yàn)殡x心力及其所做的功與密度成正比，但效率和揚(yáng)程與密度無(wú)關(guān)。（1）流體的性質(zhì)）流體的性質(zhì) 液體的密度液體的密度2021-11-6 粘度增

16、加，泵的流量、壓頭（揚(yáng)程）、效率都下降，但軸功率上升。所以，當(dāng)被輸送流體的粘度有較大變化時(shí)，泵的特性曲線也要發(fā)生變化。液體的粘度液體的粘度2021-11-6當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速變化小于20時(shí)，可認(rèn)為泵的效率基本不變。31212212121212nnPPnnHHnnqqVV；（2）轉(zhuǎn)速）轉(zhuǎn)速 離心泵的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，其流量、壓頭和軸功率都要發(fā)生變化：比例定律注意應(yīng)用條件：同一型號(hào)泵、同一種液體、效率不變。2021-11-6某一尺寸的葉輪外周經(jīng)過(guò)切削而使D2變小，若切削使直徑D2減小的幅度在20%以內(nèi)，效率可視為不變，并且切削前、后葉輪出口的截面積也可認(rèn)為大致相等, 此時(shí)有：31212212121212DD

17、PPDDHHDDqqVV；（3）葉輪直徑）葉輪直徑式中：D 葉輪的直徑切割定律2021-11-6六、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)六、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié) 當(dāng)泵的葉輪轉(zhuǎn)速一定時(shí)，一臺(tái)泵在具體操作條件下所提供的液體流量和壓頭可用HqV特性曲線上的一點(diǎn)來(lái)表示。至于這一點(diǎn)的具體位置，應(yīng)視泵前后這一點(diǎn)的具體位置，應(yīng)視泵前后的管路情況而定的管路情況而定。討論泵的工作情況，不應(yīng)脫離管路的具體情況。泵的工作特性由泵本身的特性和管路的特性共同決定。 2021-11-61、管路的特性方程與管路特性曲線、管路的特性方程與管路特性曲線 當(dāng)流體流過(guò)如圖所示的管路時(shí)，由柏努利方程可以導(dǎo)出的外加壓頭計(jì)算式：fHgugpzH

18、22 如果qV越大，則Hf越大，則流動(dòng)系統(tǒng)所需要的外加壓頭H越大。將通過(guò)某一特定管路的流量與其所需外加壓頭之間的關(guān)系稱為管路的特性。2021-11-6fheh252282VeefqdllggudllH 2528VeqdllggpzH gpzH0考慮上式中的壓頭損失：忽略上、下游截面的動(dòng)壓頭差，則：當(dāng)管路和流體一定時(shí)，是流量的函數(shù)。令：2021-11-6則上式變?yōu)椋?(0VqfHH管路的特性方程表達(dá)了管路所需要的外加壓頭與管路流量之間的關(guān)系（注意與揚(yáng)程揚(yáng)程的區(qū)別）。管路的特性方程管路的特性方程在HqV坐標(biāo)中對(duì)應(yīng)的曲線稱為管路特性曲線（與泵的特性曲線的區(qū)別）。 2021-11-6幾點(diǎn)討論：幾點(diǎn)討論

19、： 為管路特性曲線在H軸上的截距，表示管路系統(tǒng)所需要的最小外加壓頭。當(dāng)流動(dòng)處于阻力平方區(qū)，摩擦系數(shù)與流量無(wú)關(guān)，管路特性方程可以表示為：其中 k管路特性系數(shù)。k值大，為高阻力管路；k值小，為低阻力管路。高阻力管路，其特性曲線較陡；低阻力管路其特性曲線較平緩。 gpzH020VkqHH 528dllgke2021-11-62、離心泵的工作點(diǎn) 將泵的H（泵）qV曲線與管路的H（管）qV曲線繪在同一坐標(biāo)系中，兩曲線的交點(diǎn)稱為泵的工作點(diǎn)工作點(diǎn)。ehPHqV,H qV2021-11-6工作點(diǎn)對(duì)應(yīng)的各性能參數(shù)反映了一臺(tái)泵的實(shí)際工作狀態(tài)。 幾點(diǎn)說(shuō)明幾點(diǎn)說(shuō)明 泵的工作點(diǎn)由泵的特性和管路的特性共同決定，可通過(guò)聯(lián)立

20、求解泵的特性方程和管路的特性方程得到； 安裝在管路中的泵，其輸液量即為管路的流量；在該流量下泵提供的揚(yáng)程也就是管路所需要的外加壓頭。因此，泵的工作點(diǎn)對(duì)應(yīng)的泵壓頭既是泵提供的，也是管路需要的；2021-11-63離心泵的流量調(diào)節(jié) 由于生產(chǎn)任務(wù)的變化，管路需要的流量有時(shí)是需要改變的，這實(shí)際上就是要改變泵的工作點(diǎn)。由于泵的工作點(diǎn)由管路特性和泵的特性共同決定，因此改變泵的特性和管路特性均能改變工作點(diǎn)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。 出口閥開度與管路局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度（阻力系數(shù)）有關(guān)，后者與管路的特性有關(guān)。所以改變出口閥的開度實(shí)際上是改變管路的特性曲線。 （1）改變出口閥的開度）改變出口閥的開度改變管路特性曲線

21、改變管路特性曲線EDCHqV2021-11-6（1）關(guān)小出口閥， 增大，曲線變陡，工作點(diǎn)由M變?yōu)镸1 ，流量下降，泵所提供的壓頭上升；（2）開大出口閥開度， 減小，曲線變緩，工作點(diǎn)由M變?yōu)镸2 ，流量上升，泵所提供的壓頭下降。此種流量調(diào)節(jié)方法方便隨意，但不經(jīng)濟(jì)，實(shí)際上是人為增加管路阻力來(lái)適應(yīng)泵的特性，且使泵在低效率點(diǎn)工作。但也正是由于其方便性，在實(shí)際生產(chǎn)中被廣泛采用。 elel20VkqHH 528dllgke2021-11-6（2 2）改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速）改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速改變泵的特性曲線改變泵的特性曲線有比例定律可知：（1）當(dāng)轉(zhuǎn)速由n增大到n1 時(shí)，泵的特性曲線往上抬，流量增大；（2）若轉(zhuǎn)速由n減小到

22、n2 時(shí)，泵的特性曲線往下壓，流量減??；優(yōu)點(diǎn)：流量隨轉(zhuǎn)速下降而減小，動(dòng)力消耗也相應(yīng)降低，調(diào)節(jié)方法科學(xué)，經(jīng)濟(jì)合理。21212nnHH缺點(diǎn)：需要變速裝置或價(jià)格昂貴的變速電動(dòng)機(jī)，難以做到流量連續(xù)調(diào)節(jié)，化工生產(chǎn)中很少采用。2021-11-6七、離心泵的汽蝕現(xiàn)象與安裝高度 離心泵的安裝高度是指要被輸送的液體所在貯槽的液面到離心泵入口處的垂直距離，即右圖中的Hg 。由此產(chǎn)生了這樣一個(gè)問(wèn)題，在安裝離心泵時(shí)，安裝高度是否可以無(wú)限制的高，還是受到某種條件的制約。 sz2021-11-6 對(duì)如圖所示的入口管線，在s-s和K-K間列柏努利方程，可得：對(duì)于確定的管路，當(dāng)被輸送流體也一定時(shí)，若增加泵的安裝高度，則入口管

23、線的壓頭損失也增加。在貯槽液面上方壓力一定的情況下，葉輪中心K處的壓力必然下降。1汽蝕現(xiàn)象)(22KsfKgsHgugpHgpszspKpszKp2021-11-6汽蝕現(xiàn)象的根本原因葉輪中心處的能量（壓強(qiáng)）太低2021-11-6當(dāng)Hg增加到使pk下降至被輸送流體在操作溫度下的飽和蒸汽壓時(shí)，則在泵內(nèi)會(huì)產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象：被輸送流體在葉輪中心處發(fā)生汽化，產(chǎn)生大量汽泡；汽泡在由葉中心向周邊運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于壓力增加而急劇凝結(jié)，產(chǎn)生局部真空，周圍液體以很高的流速?zèng)_向真空區(qū)域；當(dāng)汽泡的冷凝發(fā)生在葉片表面附近時(shí)，眾多液滴尤如細(xì)小的高頻水錘撞擊葉片。 szKp2021-11-6若離心泵在汽蝕狀態(tài)下工作，則會(huì)導(dǎo)致：泵體振

24、動(dòng)并發(fā)出噪音；壓頭、流量在幅度下降，嚴(yán)重時(shí)不能輸送液體；時(shí)間長(zhǎng)久，在水錘沖擊和液體中微量溶解氧對(duì)金屬化學(xué)腐蝕的雙重作用下，葉片表面出現(xiàn)斑痕和裂縫，甚至呈海綿狀逐漸脫落。通過(guò)以上討論可以看出，安裝高度過(guò)度將會(huì)導(dǎo)致葉輪中心處的壓力過(guò)低，從而發(fā)生汽蝕。2021-11-6離心泵氣蝕現(xiàn)象.swf氣蝕現(xiàn)象.avi2021-11-62、汽蝕余量與泵的安裝高度 只有泵的實(shí)際安裝高度低于允許安裝高度，則操作時(shí)就不會(huì)發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。而泵的允許安裝高度是由泵的生產(chǎn)廠家提供的允許汽蝕余量來(lái)計(jì)算的。（1）三個(gè)基本概念有效汽蝕余量（有效汽蝕余量（NPSNPSH）有效有效 （Net Positive Suction Head

25、 亦稱凈正吸入壓頭），用ha表示：泵入口處的動(dòng)壓頭與靜壓頭之和與以液柱高度表示的被輸送液體在操作溫度下的飽和蒸汽壓之差，即ha的物理意義：ha越小，表明泵入口處的壓力越低，離心泵的操作狀態(tài)越接近汽蝕。gpgugpNPSHv2)(2入入有效hhepKp2021-11-6必需汽蝕余量（必需汽蝕余量（NPSH）必需必需 （用（用h 表示）表示） h是表示液體從泵入口流到葉輪內(nèi)最低壓力處的全部壓頭損失。顯然， h越小，泵越不容易發(fā)生汽蝕。因?yàn)楸萌肟谔幍母挥鄩侯^ha在用于壓頭損失h之后，所剩余的壓頭就越多，這表明液體流到葉輪內(nèi)最低壓力點(diǎn)時(shí)，其壓頭高出pv/g 就越多，所以不會(huì)發(fā)生汽蝕。 判別汽蝕的條件是

26、：（1）hah時(shí)，不會(huì)發(fā)生汽蝕；（2）hah時(shí)，開始發(fā)生汽蝕；（3）hah時(shí)，嚴(yán)重汽蝕。由以上分析可以看出： 汽蝕余量汽蝕余量距離汽蝕現(xiàn)象發(fā)生時(shí)的剩余能量距離汽蝕現(xiàn)象發(fā)生時(shí)的剩余能量。2021-11-6允許汽蝕余量允許汽蝕余量 （ 用用h表示）表示）前已指出，為避免汽蝕現(xiàn)象發(fā)生，離心泵入口處壓力不能過(guò)低，而應(yīng)有一最低允許值，此時(shí)所對(duì)應(yīng)的汽蝕余量稱為允許汽蝕余量，以 表示，即：允許汽蝕余量h與必需汽蝕余量h的關(guān)系為：式中 0.3m安全裕量。h一般由泵制造廠通過(guò)汽蝕實(shí)驗(yàn)測(cè)定，并作為離心泵的性能列于泵產(chǎn)品樣本中。泵正常操作時(shí)，實(shí)際汽蝕余量必須大于允許汽蝕余量 ，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定應(yīng)大于0.5m以上。 允1p

27、允)(NPSHgpgugpNPSHV2)(2入入允允允)(NPSHmhh3 . 02021-11-6（2）離心泵的安裝高度離心泵的最大安裝高度離心泵的最大安裝高度 當(dāng)汽蝕現(xiàn)象剛開始發(fā)生時(shí)的安裝高度稱為最大安裝高度，用Hgmax 表示。式中 p0 吸入端液面上方的壓強(qiáng)，Pa； pv 操作狀態(tài)下被輸送液體的飽和蒸氣壓，Pa； h必需汽蝕余量，m； Hf 吸入端管路的阻力損失，m。fvgHhgppH0max2021-11-6離心泵的最大允許安裝高度（允許吸上高度）離心泵的最大允許安裝高度（允許吸上高度） 為保證泵的安全操作，剛好不發(fā)生汽蝕現(xiàn)象而允許的安裝高度稱為最大允許安裝高度，用Hg允許 表示。式

28、中 p0 吸入端液面上方的壓強(qiáng)，Pa； pv 操作狀態(tài)下被輸送液體的飽和蒸氣壓，Pa； h允許汽蝕余量，m； Hf 吸入端管路的阻力損失，m。fvgHhgppH0允許 實(shí)際操作過(guò)程中，離心泵的安裝高度只要低于允許安裝高度，就不會(huì)發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。2021-11-63、幾點(diǎn)討論、幾點(diǎn)討論（1）允許汽蝕余量h是在一個(gè)大氣壓下用20的清水測(cè)定的，當(dāng)使用條件與此不同時(shí)，應(yīng)根據(jù)液體密度、蒸汽壓和液面壓力進(jìn)行修正，然后才能用于允許安裝高度的計(jì)算。求校正系數(shù)的曲線常載于泵的說(shuō)明書中。允NPSH2021-11-6（2）從前面的討論中容易使人獲得這樣一種認(rèn)識(shí)，即汽蝕是由于安裝高度太高引起的，事實(shí)上汽蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生可以

29、有以下三方面的原因：離心泵的安裝高度太高；被輸送流體的溫度太高，液體蒸汽壓過(guò)高；吸入管路的阻力或壓頭損失太高。 允許安裝高度這一物理量正是綜合了以上三個(gè)因素對(duì)汽蝕的貢獻(xiàn)。 由此，我們又可以有這樣一個(gè)推論：一個(gè)原先操作正常的泵也可能由于操作條件的變化而產(chǎn)生汽蝕，如被輸送物料的溫度升高，或吸入管線部分堵塞。2021-11-6允許z允許z允許z（5）安裝泵時(shí)，為保險(xiǎn)計(jì)，實(shí)際安裝高度比允許安裝高度還要小0.5至1米。（如考慮到操作中被輸送流體的溫度可能會(huì)升高；或由貯槽液面降低而引起的實(shí)際安裝高度的升高）。（3）有時(shí)，計(jì)算出的允許安裝高度為負(fù)值，這說(shuō)明該泵應(yīng)該安裝在液體貯槽液面以下。（4）允許安裝高度的

30、大小與泵的流量有關(guān)。由其計(jì)算公式可以看出，流量越大，計(jì)算出的越小。因此用可能使用的最大流量來(lái)計(jì)算是最保險(xiǎn)的。2021-11-6（6）歷史上曾經(jīng)有過(guò)允許吸上真空度和允許汽蝕余量并存的時(shí)期，二者都可用以計(jì)算允許安裝高度，前者曾廣泛用于清水泵的計(jì)算；而后者常用于油泵中。但是，目前允許吸上真空度已經(jīng)不再被使用了。fsgHguHH22入允許式中 離心泵的允許吸上真空度。sH2021-11-6例例：某車間要安裝一臺(tái)離心泵輸送循環(huán)水，從樣本上查得該泵的流量為468m3/h，揚(yáng)程為38.5m時(shí)，泵的允許汽蝕余量h4m?，F(xiàn)流量和揚(yáng)程均符合要求，且已根據(jù)水池到泵的距離及所用的管徑和流量，估計(jì)出吸入管路阻力約為2m

31、，試計(jì)算：（1）車間位于海平面，輸送水溫為20oC時(shí)，泵的最大允許安裝高度；（2）車間位于海拔1000m的高原處，輸送水溫為80 oC時(shí)，泵的最大允許安裝高度。2021-11-6解：（1）在海平面處，P0=101325Pa 查得水在20 0C時(shí)，Pv=2354.1Pa 998.2kg/m3已知 h4m Hf =2mfvgHhgPPH0允許）（允許mHg09. 42481. 92 .9981 .2354101325即泵應(yīng)安裝在液面上方4.09m處，為安全起見(jiàn)，應(yīng)小于4.09m。故據(jù)2021-11-6（2）查表可知，海拔1000m處 P0=8.99104Pa水在80 0C時(shí)，Pv=4.74104P

32、a 971.8kg/m3故）（允許mHg54. 12481. 98 .9711074. 41099. 844即泵應(yīng)安裝在液面下方1.54m處，為安全起見(jiàn)，應(yīng)比1.54m更低一些。2021-11-6八、離心泵的選用、安裝與操作（1）根據(jù)被輸送液體的性質(zhì)確定泵的類型；（2）確定輸送系統(tǒng)的流量和所需壓頭；流量由生產(chǎn)任務(wù)來(lái)定，所需壓頭由管路的特性方程來(lái)定，一般用伯努利方程式計(jì)算；（3）根據(jù)所需流量和壓頭確定泵的型號(hào)。1、離心泵的選用、離心泵的選用（4）校核泵的特性參數(shù) 如果被輸送液體的粘度和密度與水相差很大時(shí)，則應(yīng)核算泵的流量、壓頭（揚(yáng)程）及軸功率。2021-11-6具體方法：查性能表或特性曲線，要求

33、流量和壓頭與管路所需相適應(yīng)。若生產(chǎn)中流量有變動(dòng)，以最大流量為準(zhǔn)來(lái)查找，H也應(yīng)以最大流量對(duì)應(yīng)值查找。若H和qV與所需要不符，則應(yīng)在鄰近型號(hào)中找H和qV都稍大一點(diǎn)的。若幾個(gè)型號(hào)都滿足，應(yīng)選一個(gè)在操作條件下效率最好的為保險(xiǎn)，所選泵可以稍大；但若太大，工作點(diǎn)離最高效率點(diǎn)太遠(yuǎn)，則能量利用程度低。若被輸送液體的性質(zhì)與標(biāo)準(zhǔn)流體相差較大，則應(yīng)對(duì)所選泵的特性曲線和參數(shù)進(jìn)行校正，看是否能滿足要求。2021-11-6例：用離心泵將水池中的水送往高位槽，兩液面之間的高度恒定，相差15m。輸水量為30m3/h ,水溫為20 0C 。若已知管路中總阻力損失為8mH2O ,試選擇一臺(tái)合適的離心泵。 2021-11-6解解：

34、（1）應(yīng)選用離心清水泵，且流量（qV）30m3/h；（2）計(jì)算揚(yáng)程（確定泵的壓頭）據(jù)： 已知 Z=15m P=0 u2=0 Hf=8mH2O故 H15823m(3)根據(jù)流量、揚(yáng)程選擇泵的型號(hào)從樣本上或產(chǎn)品目錄中查得IS6550160型泵中的一種，其性能參數(shù)為：qV30m3/h H30m P3.71kW 0.66fHgugPZH222021-11-6(4)核算泵的性能參數(shù)所選泵的流量（qV）、揚(yáng)程（H）均能滿足要求，而輸送過(guò)程中需要的有效功率為：)(88. 1)(188036002381. 92 .99830kWWgHqPVe需要泵所能提供的有效功率為：Pe提供P3.710.662.45(kW)

35、Pe需要由此可見(jiàn)，泵的各種性能參數(shù)均能滿足輸送要求，故此泵可用，選擇有效。2021-11-62 2、離心泵的安裝、離心泵的安裝（1）安裝高度不能太高，應(yīng)小于允許安裝高度。（2）設(shè)法盡量減少吸入管路的阻力，以減少發(fā)生汽蝕的可能性。主要考慮：吸入管路應(yīng)短而直；吸入管路的直徑可以稍大；吸入管路減少不必要的管件；調(diào)節(jié)閥應(yīng)裝于出口管路。 2021-11-63 3、離心泵的操作、離心泵的操作（1）檢查檢查 閥門靈活 潤(rùn)滑情況 密封性；（2）開泵開泵液面高于泵時(shí)：a)全開進(jìn)口閥，微開出口閥（避免損壞電機(jī)，蔽漏）b)合閘；c)出口壓力穩(wěn)定后，打開出口閥。2021-11-6液面低于泵時(shí)：a)全關(guān)進(jìn)口閥，灌泵（避

36、免氣縛），然后關(guān)出口至微開；b)合閘；c)出口壓力上升后，立即打開進(jìn)口閥，壓力穩(wěn)定后，打開出口閥。（3）運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn) 壓頭是否穩(wěn)定、是否有雜音、是否漏液（否則會(huì)發(fā)生“氣栓”）。（4）停泵停泵 先關(guān)進(jìn)口閥，關(guān)小出口閥，將要全關(guān)時(shí)停電機(jī)，在葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)全關(guān)出口閥，使泵內(nèi)無(wú)積液。2021-11-62-1-2其他類型泵其他類型泵 一、往復(fù)泵一、往復(fù)泵1 1、往復(fù)泵的結(jié)構(gòu)、往復(fù)泵的結(jié)構(gòu) 及工作原理及工作原理 往復(fù)泵是一種容積式泵，它依靠作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞依次開啟吸入閥和排出閥從而吸入和排出液體。 2021-11-6泵的主要部件有泵缸、活塞、活塞桿、吸入單向閥和排出單向閥?；钊?jīng)傳動(dòng)和機(jī)械在外力作用下在泵缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。活塞與單向閥之間的空隙稱為工作室。工作原理：工作原理：當(dāng)活塞自左向右移動(dòng)時(shí)，工作室的容積增大，形成低壓，貯池內(nèi)的液體經(jīng)吸入閥被吸入泵缸內(nèi)，排出閥受排出管內(nèi)液體壓力作用而關(guān)閉。當(dāng)活塞移到右端時(shí)，工作室的容積最大。活塞由右向左移動(dòng)時(shí)，泵缸內(nèi)液體受擠壓，壓強(qiáng)增大，使吸入閥關(guān)閉而推開排出閥將液體排出，活塞移到左端時(shí)，排液完畢，完成了一個(gè)工作循環(huán)，此后開始另一個(gè)循環(huán)。2021-11-62021-11-6活塞從左端點(diǎn)到右端點(diǎn)的距離叫行程或沖程。 活塞在往復(fù)一次中，只吸入和排出液體各一次的泵，稱為單動(dòng)泵。由于單動(dòng)泵的吸入閥和排出閥均裝在活塞的一側(cè)，吸液時(shí)不能排液，因此排液不是連續(xù)的。為了改