流體機械論文

1、流體機械工作理論題 目：離心泵簡介及拓展學(xué)生姓名：學(xué) 號：專業(yè)班級： 2015年 6月12日離心泵簡介及拓展摘要：離心泵是指靠葉輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力來輸送液體的泵，是一種較為普遍的流體機械。本文簡要介紹了離心泵的典型結(jié)構(gòu)、基本工作原理以及其運行工況，在此基礎(chǔ)上拓展了離心泵的應(yīng)用、以及在日常生活中離心泵常出現(xiàn)的一些故障及解決的措施，并分析了離心泵的研究前景。關(guān)鍵詞：離心泵 典型結(jié)構(gòu) 拓展應(yīng)用 研究前景一、離心泵結(jié)構(gòu)（一）、離心泵基本結(jié)構(gòu)離心泵主要由吸入室、葉輪、排出室、軸、密封填料、軸向力平衡位置和支座等組成。如圖1所示。（1）、吸入室吸入室位于葉輪進口前，其作用是把液體從吸入管引入葉輪，要求液

2、體劉國吸入式時流動損失較小，并使流體流入葉輪時速度分布較均勻。（2）、葉輪葉輪是離心泵的唯一做功部件，液體從葉輪中獲得能量。對葉輪的要求是在流動損失最小的情況下使單位質(zhì)量液體獲得較高的能頭。（3）、排出室排出室的結(jié)構(gòu)是由螺旋室加擴壓管所組成的蝸殼，位于葉輪出口之后，其作用是把從葉輪內(nèi)流出來的液體收集起來并送入下一級葉輪入口或送出排出管。更重要的作用是由于液體流出葉輪式速度很大，為了減小后面管路或泵中的流動損失，利用減小后面管路或泵中的流動損失，利用蝸殼的擴壓管或多級泵常用的導(dǎo)葉中擴壓流道把速度能轉(zhuǎn)換為壓力能，提高泵的效率。1吸入室；2葉輪；3排出室（蝸殼）；4軸；5密封調(diào)料；6軸承箱；7支座圖

3、1 離心泵的基本構(gòu)件 （二）、離心泵典型結(jié)構(gòu)形式 離心泵從結(jié)構(gòu)特點上， 離心泵的典型結(jié)構(gòu)型式有單級單吸懸臂式、單級雙吸式和多級式三種。（1）、單級單吸懸臂式離心泵單級單吸懸臂式離心泵的懸臂結(jié)構(gòu)有懸架式和托架式兩種類別。我國按國際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計生產(chǎn)的IS型懸架式的單級單吸臥式離心泵。它的葉輪有葉輪螺母、止動墊圈和鍵固定在泵軸的左端。泵軸的另一端以裝聯(lián)軸器，以便于被動力機帶動。為防止泵內(nèi)液體沿泵軸穿出泵殼處的間隙泄露，泵在該間隙皆設(shè)有軸封。IS型泵才用的是填料式軸封，它是由軸套、填料、水封環(huán)和填料壓蓋等組成。泵工作時用兩個單列向心滾動軸承支撐著轉(zhuǎn)動部分，從而帶動葉輪在由泵體和泵蓋組成的泵腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)。因為該

4、泵軸的兩個支撐軸承都位于泵軸的右半段，裝有葉輪的泵軸左半段處于自由懸臂狀態(tài)，故把這種具有懸臂式結(jié)構(gòu)的泵稱為懸臂式泵。IS型泵的泵腳與泵體鑄件為一體，軸承置于懸臂安裝在泵體上的懸架內(nèi)。因此，整臺泵的重量主要有泵體承受（支架僅起輔助支撐作用）。這種帶懸架的懸臂式泵稱為懸架式懸臂泵。懸架式懸臂泵具有結(jié)構(gòu)緊湊，檢修方便等優(yōu)點。（2）、單級雙吸式離心泵多數(shù)單級雙吸式離心泵均采用雙支撐結(jié)構(gòu)，即支撐轉(zhuǎn)子的軸承位于葉輪兩側(cè)，且一般都靠近軸的兩端。S型泵即為雙支撐結(jié)構(gòu)的單級雙吸臥式離心泵。它的轉(zhuǎn)子為一單獨裝配部件。雙吸式葉輪靠鍵、軸套和軸套螺母固定在軸上，軸套螺母可調(diào)整葉輪在泵軸上的軸向位置。泵體轉(zhuǎn)動部分用位于

5、泵體兩端的軸承體內(nèi)的兩個軸承呈雙支撐型式支撐。S型泵是側(cè)向吸入和壓出的，并采用水平中開式的泵殼，即泵殼沿通過軸心線的水平面部分開。它的兩個半螺旋吸水室及螺旋形壓水室都是由泵體和泵蓋在中開面處對合而成的。泵的進口和出口均與泵體鑄為一體。用這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是在檢修水泵時無需拆卸進水管和出水管，也不必移動電機，只要揭開泵蓋即可檢修零部件；再者由于工作葉輪兩側(cè)吸入形狀對稱，且同時雙向進水，有利于運行時軸向力的平衡。雙吸泵的特點是流量較大，通常為160-1800噸/每小時，揚程較高，為12-125米。（3）、多級離心泵 多級離心泵是指泵軸上串裝兩個以上葉輪的泵。葉輪個數(shù)即為泵的級數(shù)。它的結(jié)構(gòu)比單級泵復(fù)雜。

6、泵體分為吸入段、中段（葉輪部分）和壓出段的多級泵稱為分段式多級泵，如提取深層地下水的深井多級泵及用于向鍋爐供給高壓、高溫水的鍋爐給水泵。節(jié)段式多級離心泵（又稱分段式多級泵），也葉輪中段及導(dǎo)葉的兩端分別裝有吸入段和壓出段，然后用拉緊螺栓將這些部件緊固成整體。泵運行時液體從第一級葉輪排出后經(jīng)導(dǎo)葉進入第二級葉輪，再從第二級葉輪排出后經(jīng)導(dǎo)葉進入第三級葉輪，以此類推，直至由壓出段出口流出。由于這種泵的單吸式葉輪只能一次按一個方向布置，因此葉輪級數(shù)愈多，壓力也愈高，產(chǎn)生的軸向推力也愈大，故多級泵在末級葉輪后面設(shè)有平衡盤，以平衡軸向推力。二、離心泵基本工作原理1泵；2吸液罐；3底閥；4吸入管路；5吸入管調(diào)節(jié)

7、閥；6真空表；7壓力表；8排出管調(diào)節(jié)閥；9單向閥；10排出管路；11流量計；12排液罐；s入口法蘭；d出口法蘭圖2 離心泵裝置示意圖 離心泵的工作原理如圖2所示，由于離心泵本身不能排出氣體，離心泵在啟動之前，泵1內(nèi)應(yīng)灌滿氣體，這個過程稱為灌泵。啟泵時，驅(qū)動機通過泵軸帶動葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪中的葉片驅(qū)使液體一起旋轉(zhuǎn)，因而產(chǎn)生離心力。在離心力的作用下，液體沿葉片流道被甩向葉輪出口，并流經(jīng)蝸殼送入排出管10。在液體被甩向葉輪出口的同時，葉輪入口中心處形成了低壓區(qū)，與吸液罐2之間就產(chǎn)生了壓差，在這個壓差作用下，吸液罐2中的液體便不斷地經(jīng)吸入管路4和泵的吸入室進入葉輪中。這樣，葉輪在旋轉(zhuǎn)過程中，一面不斷地吸入

8、液體，一面又不斷地給吸入的液體以一定的能頭，將液體排出。離心泵便如此連續(xù)不斷的工作。三、離心泵的運行離心泵的主要性能參數(shù)是揚程、流量、軸功率和效率等。在離心泵運行時這些參數(shù)是相互關(guān)聯(lián)的，其中一個參數(shù)的改變，其他參數(shù)也隨之改變。因此離心泵運行時要符合其特性曲線，只有這樣才能提高離心泵的運行效率。離心泵運行時，要遵循2個操作特性。（1）離心泵在管路上的工作點：離心泵總是安裝在一定管路上與設(shè)備連接進行操作的，其作用就是給液體提供一定的能量用于提高液體的位置、增大管路兩端壓差和克服液體沿管路流動時的阻力損失，離心泵所提供的流量和揚程應(yīng)和其工作場合要求一致。（2）離心泵的流量調(diào)節(jié)：在運行過程中，調(diào)節(jié)離心

9、泵的流量使其適應(yīng)工藝條件的要求，是常見的問題。通常情況下，離心泵調(diào)節(jié)流量的方法主要有以下幾種，即改變離心泵出口管路上閥門的開度，這種方法雖然經(jīng)常使用、操作簡便，但并不經(jīng)濟；旁路調(diào)節(jié)，這種方法只是在個別情況下，需要臨時短時間減小流量時，才使用；改變?nèi)~輪直徑，只有在離心泵的揚程和流量高于管路的要求時，才用這種方法來減小泵的揚程和流量。離心泵運行時，為了增加流量或揚程，可以采用兩臺特性相同的離心泵串聯(lián)或并聯(lián)。并聯(lián)2臺泵的特性最好一樣，如果揚程不同的泵并聯(lián)，只有在出口管路阻力較小的情況下才有可能。兩臺泵串聯(lián)也最好采用特性相同的泵，一般都是采用多級泵代替單級泵的串聯(lián)，而不采用泵串聯(lián)的方法。在實際生產(chǎn)操作

10、中，通常不采用串聯(lián)或并聯(lián)的方法來增大流量或揚程，因為一旦兩臺泵調(diào)節(jié)上出現(xiàn)不同特性，反而有可能帶來不利的結(jié)果。四、離心泵內(nèi)容拓展（1）、離心泵的應(yīng)用離心泵可廣泛用于電力、冶金、煤炭、建材等行業(yè)輸送含有固體顆粒的漿體。如火電廠水力除灰、冶金選礦廠礦漿輸送、洗煤廠煤漿及重介輸送等。圖3所示的離心泵用于過濾卸料。離心泵工作時，泵需要放在陸地上，吸水管放在水中，還需要灌泵啟動。泥漿泵和液下離心泵由于受到結(jié)構(gòu)的限制，工作時電機需要放在水面之上，泵放入水中，因此必須固定，否則，電機掉到水中會導(dǎo)致電機報廢。而且由于長軸長度一般固定，所以泵安裝使用較麻煩，應(yīng)用的場合受到很多的限制。圖3 臥式螺旋過濾卸料離心機（

11、2）、離心泵的故障及排除措施離心泵產(chǎn)生故障的種類很多，其表現(xiàn)形式也不一樣，根據(jù)故障的性質(zhì)可以分為以下幾類：由于各種原因使泵的性能達不到生產(chǎn)的要求，就是通常所說的性能故障；由于液體的腐蝕或機械磨損所發(fā)生的故障；填料密封或機械密封損壞而發(fā)生的故障；其他各種機械事故所造成的故障等。離心泵產(chǎn)生故障不僅影響生產(chǎn)，甚至造成離心泵不能正常運轉(zhuǎn)，離心泵產(chǎn)生故障的原因通常有以下幾種，吸入管路的法蘭聯(lián)接不緊密；未罐泵或罐泵沒排凈氣體；吸入管底閥未打開或底閥失靈；吸入管底閥失靈不關(guān)閉或關(guān)閉不嚴(yán)；液面降低，吸入管口淹沒深度不夠；泵的轉(zhuǎn)速不夠或電動機反轉(zhuǎn)；葉輪磨損或腐蝕嚴(yán)重；調(diào)節(jié)閥開度太小或單向閥失靈；排出管路中有氣囊；轉(zhuǎn)子不平衡；填料選擇不合理或填加不合適；機械密封問題等。離心泵在運行過程中，經(jīng)常發(fā)生故障，因此只有找出產(chǎn)生故障的原因，并采取有效措施消除故障，才能保證離心泵的正常運行。五、結(jié)束語本文簡要介紹了離心泵的典型結(jié)構(gòu)、基本工作原理以及其運行工況，拓展了離心泵的應(yīng)用、以及在日常生活中離心泵常出現(xiàn)的一些故障及解決的措施，并分析了離心泵的研究前景，對于離心泵有更清楚的認(rèn)識，也為我們對其他類型泵的研究提供一些參考。參考文獻：【1】徐志鵬. 離心泵的性能特點及應(yīng)用研究J. 煉油與化工,2016,01:57-58.【2】談明