d-離心泵工作原理ppt課件

1、離心泵第一節(jié)第一節(jié)離心泵的工作原理和性能特點離心泵的工作原理和性能特點3-1-1 離心泵的工作原理主要工作部件是葉輪和泵殼。葉輪通常是由57個弧形葉片和前、后圓形蓋板所構(gòu)成。葉輪用鍵和螺母固定在泵軸的一端。固定葉輪用的螺母通常采用左旋螺紋，以防反復(fù)起動因慣性而松動。軸的另一端穿過填料箱伸出泵殼，由原動機帶動。泵殼呈螺線形，亦稱螺殼或蝸殼。圖3-1 懸臂式單級離心泵3-1-1 離心泵的工作原理充滿在泵中的液體隨葉輪回轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心力，向四周甩出在葉輪中心形成低壓，液體便在液面壓力作用下被吸進葉輪。 從葉輪流出的液體，壓力和速度增大。蝸殼-匯聚并導(dǎo)流。擴壓管A增大，流速降低，大部分動能變?yōu)閴毫δ埽?/p>

2、后排出。葉輪不?；剞D(zhuǎn)，吸排就連續(xù)地進行液體通過泵時所增加的能量，是原動機通過葉輪對液體作功的結(jié)果。思考題31. 為什么雙作用葉片泵一般比齒輪泵容積效率高? P4332為什么葉片泵所輸送的油液粘度不宜太高或太低?P4433葉片泵配油盤上的三角槽有何功用?P4134，葉片泵葉片端部與定子內(nèi)壁的可靠密封，常采用哪些辦法?P43，P40，P3835在管理維修葉片泵時主要應(yīng)注意些什么?P44選擇題在船上水環(huán)泵主要用來 。 A 壓送氣體 B 抽真空 C 排送液體 D A+B+C水環(huán)泵關(guān)閉排出閥運轉(zhuǎn)會使 。A 電機過載 B 安全閥開啟 C泵體發(fā)熱 D B+C屬于回轉(zhuǎn)式容積泵的是 。A 離心泵 B 水環(huán)泵 C

3、 旋渦泵 D 軸流泵下列泵中效率最低的一般是 。？A 閉式旋渦泵 B 水環(huán)泵(排氣) C 噴射泵 D 離心泵3-1-2 液體在葉輪中的流動情況為研究簡化，我們假定：(1)液體由無限多個完全相同的單元流束所組成所有液體質(zhì)點流動軌跡都相同，都與葉片斷面相符合，在相同半徑上各液體質(zhì)點的流動狀態(tài)亦均相同。這只有在葉片無限多、厚度無限薄且斷面形狀完全相同的理想葉輪中才可能實現(xiàn)。(2)液體在流動時沒有摩擦、撞擊和渦流損失設(shè)液體為無粘性的理想液體，液流處于無撞擊、旋渦的理想工況3-1-2 離心泵的揚程方程式 葉輪帶動液體高速旋轉(zhuǎn)而將機械能傳給液體 （delivery lift or delivery hea

4、d）所產(chǎn)生的揚程與葉輪尺寸和轉(zhuǎn)速密切相關(guān)，而流量又明顯地會隨工作揚程而改變。需要研究決定離心泵揚程的各種因素以及揚程與流量的關(guān)系即研究離心泵的揚程方程式3-1-2 液體在葉輪中的流動情況葉輪以回轉(zhuǎn)時，液體質(zhì)點有兩種運動：圓周速度 - 隨葉輪運動的速度，用u表示；相對速度 - 相對于葉輪的運動速度，用w表示, 它與葉片型線相切。絕對速度 - 相對于泵殼的運動速度；是u和w的向量和。液體質(zhì)點進出葉輪時的絕對運動路徑即可由圖中的A。C。表示。3-1-2 液體在葉輪中的流動情況葉輪中任一質(zhì)點的三個速度向量u、w、c都構(gòu)成為一個速度三角形，如圖C和u間的夾角用表示w和u反方向的夾角用表示；C的周向分速度

5、用Cu表示C的徑向分速度用Cr表示3-1-2 液體在葉輪中的流動情況各符號下角標(biāo)1者，指葉輪進口的參數(shù)加下角標(biāo)2者，指在葉輪出口的參數(shù)。在葉輪中各處，速度三角形中u、w的方向都已確定，而U=nD/60vrDBQAQc13-1-2 液體在葉輪中的流動情況D質(zhì)點所處位置的葉輪直徑，mm； B質(zhì)點所處位置的葉輪寬度，m；排擠系數(shù)(一般為0.750.95)，用以考慮葉片厚度使流道截面積減小的影響；v泵的容積效率?？梢姡?dāng)葉輪的流量、轉(zhuǎn)速和尺寸既定后，葉輪內(nèi)各處的速度三角形也就確定。vrDBQAQc13-1-2 揚程方程式根據(jù)液體力學(xué)知識，我們能推出揚程方程式：22222ctggcuguHrt由上圖葉片

6、出口角對理論揚程的影響），和揚程方程式，我們可以得出以下結(jié)論揚程主要取決于葉輪的直徑和轉(zhuǎn)速泵的封閉揚程 (Q=0) 的理論值為:Ht=u2g，要提高H，必須增大D2或提高nD2關(guān)系到泵的外廓和重量n受限于泵的汽蝕性能離心泵n一般不超過800010000rmin單級泵的H通常不超過150m離心泵的揚程隨流量而變當(dāng)用徑向葉片，即2=90時, 即H與Q無關(guān)當(dāng)用后彎葉片，即2 0，Q增大則Ht減小當(dāng)用前彎葉片，即2 90時，Q增大則Ht增加guHt2222222ctggcuguHrt3-1-2 揚程方程式比較以上三種情況尺寸和n相同的離心泵，在Q相同時，2前彎越大，H越高表面上，以用前彎葉片為宜實際中

7、，考慮到各種損失，多用后彎葉片Ht與所運送流體的性質(zhì)無關(guān) （character）如果泵內(nèi)是空氣，空氣密度僅為水的1800左右，泵能在吸排口間造成的壓差就很小。例如H為100m的水泵，其排送空氣時達到同樣的H氣，它只能在吸排口間產(chǎn)生1.268kPa的壓差，在大氣壓下這只能將水吸上約12.9cm高。離心泵沒有自吸能力圖3-5 離心泵定速特性曲線理論分析3-1-3 流量-揚程曲線Ht和Qt是下傾直線Ht和Qt也是下傾直線斜率小些）存在摩擦、旋渦、撞擊等水力損失沿程摩擦損失與流速(流量)的平方成正比非設(shè)計工況進、出葉輪的撞擊損失，(設(shè)計工況 = 零)Qt-H曲線為減除這兩部分揚程損失后的曲線。3-1-

8、3 流量-揚程曲線漏泄造成的v 密封環(huán)內(nèi)部漏泄和軸封外部漏泄多級泵還存在級間漏泄當(dāng)泵設(shè)有平衡孔(管)或平衡盤時，有附加的容積損失?？偮┬沽恳话銥槔碚摿髁康?10QH曲線為考慮了漏泄流量g后的損失3-1-3 流量-功率曲線根據(jù)Qt和Ht，求出泵的水力功率 Ph = gQtHt 即可作出Qt一Ph曲線。如將Ph加上機械摩擦功率損失，即可得到理論流量與軸功率的關(guān)系曲線Qt一P。再將Qt一P曲線中的各Qt值減去相應(yīng)的漏泄流量g，即可得到實際流量與軸功率的關(guān)系曲線Q一P3-1-3 流量-功率曲線 機械損失包括:軸封及軸承的機械摩擦損失約占軸功率的15，采用機械軸封時損失較??；葉輪的圓盤摩擦損失是蓋板使兩

9、側(cè)液體因受離心力作用而形成回流所導(dǎo)致的能量損失約占軸功率的210它與葉輪D2的五次方和n的平方成正比。提高n和相應(yīng)減小葉輪外徑(H不變時可減小圓盤摩擦損失。3-1-3 流量-效率曲線根據(jù)Q一H曲線和Q一P曲線，求出每一流量時的效率 = gQH/P然后可得關(guān)系曲線Q圖36 離心泵的定速特性曲線3-1-3實測的定速特性曲線實際定速特性曲線是由制造廠通過實驗測定的。(1)離心泵都用后彎葉片，其QH曲線趨勢下傾。由于葉片出口角的不同，曲線形狀可分為三類：3-1-3實測的定速特性曲線陡降形(高比轉(zhuǎn)數(shù))葉片出口角較小，H變化時Q變化較小用于H變動又不希望Q變化的場合(艙底水泵壓載泵等)平坦形(中低比轉(zhuǎn)數(shù)泵

10、)葉片出口角稍大，H變化時Q變化較大用于那些經(jīng)常需要調(diào)節(jié)Q而又不希望節(jié)流損失太大的場合(凝水泵、鍋爐給水泵)3-1-3實測的定速特性曲線駝峰形葉片出口角較大其Q一H曲線就比較平坦，而在小Q時撞擊損失又大，于是QH曲線就會出現(xiàn)駝峰有駝峰形QH曲線的泵，工作時可能發(fā)生喘振應(yīng)盡量避免使用適當(dāng)限制葉片出口角和葉片數(shù)，即可避免出現(xiàn)駝峰3-1-3實測的定速特性曲線(2)Q-P曲線向上傾斜即軸功率隨Q增大而增加。在Q=0時軸功率最小3550 ） 這時泵的H(亦稱封閉揚程)也不很高泵關(guān)閉排出閥起動電流較低，可減小電網(wǎng)電壓的波動但封閉運轉(zhuǎn)時，效率為零，泵會發(fā)熱3-1-4 管道特性曲線和泵的工況點液體流過管道時所

11、需的壓頭與流量間的函數(shù)關(guān)系包括兩個部分位置頭，壓力頭，與流量沒有關(guān)系消費于克服管道阻力下圖曲線A就是表明上述函數(shù)關(guān)系的管路特性曲線的一般形狀2KQgppzhHHsrdru3-1-4 管道特性曲線和泵的工況點靜壓頭Hu是一條水平線管路阻力h=Q2，是一條二次拋物線傾斜程度取決于阻力縱坐標(biāo)起點位置取決于管路的靜壓頭當(dāng)管路阻力變化，如K值增加，曲線變陡如靜壓頭變化，管路曲線相應(yīng)向上平移3-1-4 管道特性曲線和泵的工況點將特性曲線和管路的特性曲線畫在一張圖上QH曲線與管路特性曲線的交點即泵的工況點點C工況產(chǎn)生的H正好等于液體以此工況的Q流過該管路時所需的壓頭大多數(shù)離心泵的HQ曲線是向下傾斜，其工況點

12、是穩(wěn)定的3-1-4 管道特性曲線和泵的工況點如干擾使泵的Q增加泵工況點右移至D產(chǎn)生的HD將不能滿足較大Q流過該管路所需的HD，泵的流速和流量將隨之減少，直至回到Qc，即工況點回到C為止。反之，Q減小，點左移，HD大于所需H，Q會增加，點又回到C?？梢?，是穩(wěn)定工況點。3-1-4 管道特性曲線和泵的工況點 如Q一H是駝峰形，管路特性與Q一H會有兩交點，靠左邊的是不穩(wěn)定工況點當(dāng)管路特性改變時，例如A或A”，工況點也會相應(yīng)變?yōu)镃或C”如泵特性曲線發(fā)生改變，工況點也會改變同一泵在管路情況改變時Q將發(fā)生較大變化泵在額定工況下效率最高，應(yīng)盡可能使泵在額定工況點附近工作。選擇題74. 下列泵中理論流量與排出壓

13、力有關(guān)的是 。 A 往復(fù)泵 B 葉片泵 C 螺桿泵 D 離心泵75. 下列泵中必須設(shè)置安全閥的是 。 A 旋渦泵 B 齒輪泵 C 離心泵 D 水環(huán)泵76. 離心泵的理論壓頭與 無關(guān)。 A 泵的幾何尺寸 B 葉輪的轉(zhuǎn)速 C 液體的種類 D 液體的流速思考題36，離心泵的水力損失的含義是什么?它包括哪幾部分損失?37為什么離心泵在設(shè)計工況運行時效率最高?38，根據(jù)離心泵特性圖說明用節(jié)流調(diào)節(jié)法如何能減少流量。并指出節(jié)流造成的壓頭損失。39畫出離心泵特性圖說明回流閥開啟后，回流管路與主管路的合成特性曲線，并標(biāo)出該3-1-5離心泵額定揚程和流量的估算 離心泵的H與葉輪出口處的u2有很大關(guān)系。銘牌失落的離心泵可按經(jīng)驗公式估算其額定揚程 式中，系數(shù)K：(115)X10-4 D2 葉輪外徑排送冷水的離心泵，設(shè)計的進口流速大約在3ms左右，因此其額定流量可按下面公式估算： 式中，D。為泵吸口直徑，（英寸）222DKnH 205DQ 3-1-6離心泵的優(yōu)點1流量連續(xù)均勻，工作平穩(wěn)Q容易調(diào)節(jié)。所適用的Q范圍很大，常用范圍5 20000m3h。2轉(zhuǎn)速高可與電動機或汽輪機直接相連結(jié)構(gòu)簡單緊湊，尺寸和重量比同樣流量的往復(fù)泵小得多，造價低。3，對雜質(zhì)不敏感，易損件少,管理和維修較方便。無論在陸上或船上，離心泵的數(shù)量和使用范圍超過了其它類型泵。3-1-6離心泵的缺點4