一講、水泵基本理論培訓(xùn)2011

水泵理論知識(shí)泵的定義※將液體由低能量狀態(tài)輸送到高能量狀態(tài)的裝置第一章離心泵概論第一節(jié)：泵的分類(lèi)葉片式泵容積泵其它類(lèi)型泵——噴射泵、電磁泵等離心泵混流泵軸流泵旋渦泵往復(fù)泵轉(zhuǎn)子泵——齒輪泵、螺桿泵等單吸泵、雙吸泵單級(jí)泵、多級(jí)泵渦殼式泵、分段式泵立式泵、臥式泵屏蔽泵、磁力泵高速泵電動(dòng)泵蒸汽泵柱塞（活塞）泵、隔膜泵計(jì)量泵1、泵2、泵的特性:指標(biāo)葉片泵容積式泵離心泵軸流泵漩渦泵往復(fù)泵轉(zhuǎn)子泵流量均勻性均勻不均勻比較均勻穩(wěn)定性不恒定，隨管路情況變化而變化恒定范圍(m3/h)1.6~30000150~2450000.4~100~6001~600揚(yáng)程特點(diǎn)對(duì)應(yīng)一定流量，只能達(dá)到一定的揚(yáng)程對(duì)應(yīng)一定流量可達(dá)到不同揚(yáng)程，由管路系統(tǒng)確定范圍10~2600m2~20m8~150m0.2~100MPa0.2~60MPa效率特點(diǎn)在設(shè)計(jì)點(diǎn)最高，偏離越遠(yuǎn)，效率越低揚(yáng)程高時(shí)，效率降低較小揚(yáng)程高時(shí)，效率降低較大范圍0.5～0.80.7～0.90.25～0.50.7~0.850.6~0.8結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，體積小，重量輕，安裝檢修方便結(jié)構(gòu)復(fù)雜，振動(dòng)大，體積大，造價(jià)高同離心泵第二節(jié)：離心泵的主要結(jié)構(gòu)2、多級(jí)泵——裝有兩個(gè)或兩個(gè)以上葉輪的泵為多級(jí)泵。1、單級(jí)泵——只裝有一個(gè)葉輪的泵為單級(jí)泵。立式多級(jí)離心泵第三節(jié)離心泵的主要工作參數(shù)1、揚(yáng)程離心泵揚(yáng)程為離心泵出口截面和進(jìn)口截面的單位質(zhì)量液體的能量差；以H(m)表示。2、流量流量為單位時(shí)間通過(guò)水泵出口截面的液體量（體積或質(zhì)量）；以Q(m3/h)表示。3、功率單位時(shí)間內(nèi)液體獲得的能量稱(chēng)為液體功率；以P(kw)表示。4、泵效率效率表示整個(gè)泵從設(shè)計(jì)到制造的優(yōu)劣指標(biāo)，表示能量利用和轉(zhuǎn)換程度；以η表示。5、轉(zhuǎn)速單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)的次數(shù)稱(chēng)為轉(zhuǎn)速；以n(r/min)表示。流體力學(xué)知識(shí)伯努力方程：第二章離心泵工作原理水泵的工作原理水泵的工作原理水泵的工作原理水泵的工作原理第三章離心泵的性能第一節(jié)離心泵的相似理論1、相似條件：幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似、動(dòng)力相似。ns=3.65nQ/H3/4√第二節(jié)比轉(zhuǎn)速ns：

比轉(zhuǎn)速ns是從相似理論中引出的相似準(zhǔn)數(shù)，它說(shuō)明了相似泵的流量Q，揚(yáng)程H和轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系。第三節(jié)比例定律和切割定律1、比例定律：2、切割定律：Q1n1Q2n2=P1n1P2n2=2=3H1n1H2n2Q1D1Q2D2=P1D1P2D2=2=3H1D1H2D23、葉輪外圓允許的最大切割量：比轉(zhuǎn)速≦6060~120120~200200~300300~350350~允許切割量(D1-D2)/D120%15%11%9%7%0效率下降每車(chē)小10％，降1％每車(chē)小4％，降1％第四節(jié)泵的串聯(lián)與并聯(lián)串聯(lián)時(shí)：流量不變，揚(yáng)程相加；即：

HR=HA+HB+HC并聯(lián)時(shí)：揚(yáng)程不變，流量相加；即：QR=QA+QB+QC第五節(jié)泵流量調(diào)節(jié)方法1、改變裝置特性曲線(xiàn)法：2、改變泵特性曲線(xiàn)法：第四章泵的汽蝕泵產(chǎn)生汽蝕的現(xiàn)象：

1、產(chǎn)生振動(dòng)和噪音2、

過(guò)流部件的腐蝕破壞

3、性能下降HQH-Q曲線(xiàn)水的飽和蒸汽壓力溫度低時(shí)飽和蒸汽壓低溫度對(duì)應(yīng)飽和蒸汽壓力溫度對(duì)應(yīng)飽和蒸汽壓力沸騰水20oC0,0238bar沸騰水100oC1,0bar溫度高時(shí)飽和蒸汽壓高泵產(chǎn)生汽蝕的過(guò)程泵進(jìn)口壓力下降

Pinlet<特定溫度下液體的汽化壓力Pv液體汽化,氣泡形成

高壓區(qū)氣泡破裂

汽蝕形成！?。。?？？汽蝕的產(chǎn)生泵汽蝕汽蝕后的葉輪表面。泵汽蝕余量-NPSHr計(jì)算公式：NPSHr=vo22g+λwo22g式中 Vo---葉片進(jìn)口前的絕對(duì)速度

Wo---葉片進(jìn)口前的相對(duì)速度

λ---葉片進(jìn)口壓降系數(shù)

NPSHr近似與泵葉片進(jìn)口流速平方成正比，其為泵的固有

特性，不會(huì)隨使用條件而改變。

NPSHr表示泵的抗汽蝕性能,值越小，泵的抗汽蝕性能越好！

從泵性能曲線(xiàn)中可查出相應(yīng)流量值下NPSHr。HQH-Q曲線(xiàn)NPSHr-Q曲線(xiàn)裝置汽蝕余量-NPSHa計(jì)算公式：NPSHa=pcgρ-式中 pc---進(jìn)口水池液面絕對(duì)壓力

hc---進(jìn)水管路阻力損失

pv---液體飽和蒸汽壓

hg---泵安裝高度(泵進(jìn)口中心線(xiàn)離進(jìn)水池液面高度差)NPSHa的大小與裝置參數(shù)及液體性質(zhì)有關(guān)，與泵本身無(wú)關(guān)。NPSHa隨流量增加而減小。hc-hg-pvgρHQH-Q曲線(xiàn)NPSHa-Q曲線(xiàn)pcgρhchgpvgρ汽蝕發(fā)生條件NPSHa=NPSHr

泵汽蝕NPSHa<NPSHr

泵嚴(yán)重汽蝕NPSHa>NPSHr

泵無(wú)汽蝕HQH-Q曲線(xiàn)NPSHa-Q曲線(xiàn)NPSHr-Q曲線(xiàn)無(wú)汽蝕區(qū)汽蝕區(qū)汽蝕界限NPSHa與安裝高度hg的計(jì)算

(吸上裝置—大氣壓力pa)NPSHa=pagρ-hg-hc

-pvgρhg=pagρ-hcpvgρ--NPSHr計(jì)算公式：計(jì)算實(shí)例：pahghg=pagρ-hcpvgρ--NPSHr假定：pa=1bar=10mH2Ohc=2mH2Opv=0.0238bar=0.24mH2O(20OC清水飽和蒸汽壓)NPSHr=4mH2O=10-2-0.24-4=3.76mNPSHa與安裝高度hg的計(jì)算

(倒灌裝置—任意壓力pc)NPSHa=pcgρ+hg-hc

-pvgρ計(jì)算公式：計(jì)算實(shí)例：hg=假定：pc=0.5bar=5mH2Ohc=2mH2Opv=0.0238bar=0.24mH2O(20OC清水飽和蒸汽壓)NPSHr=4mH2O=4-5+2+0.24=1.24mpchgpcgρ+hcgρ+-NPSHrpvhg=pcgρ+hcgρ+-NPSHrpvNPSHa與安裝高度hg的計(jì)算

(倒灌裝置—大氣壓力pa)NPSHa=pagρ+hg-hc

-pvgρ計(jì)算公式：計(jì)算實(shí)例：pahghg=假定：pa=1bar=10mH2Ohc=2mH2Opv=0.715bar=7.15mH2O(90OC清水飽和蒸汽壓)NPSHr=4mH2O=4-10+2+7.15=3.15mpagρ+hcgρ+-NPSHrpvhg=pagρ+hcgρ+-NPSHrpv避免汽蝕的方法汽蝕發(fā)生的條件：NPSHa<=NPSHr

泵汽蝕HQH-Q曲線(xiàn)NPSHa-Q曲線(xiàn)NPSHr-Q曲線(xiàn)無(wú)汽蝕區(qū)汽蝕區(qū)汽蝕界限避免汽蝕的方法：選擇低NPSHr泵型提高裝置汽蝕余量NPSHa避免汽蝕的方法

---降低NPSHrHQH-Q曲線(xiàn)NPSHr-Q曲線(xiàn)選擇低NPSHr泵型:(1)NPSHr-Q曲線(xiàn)表明泵抗汽蝕

性能的好壞。(2)對(duì)特定泵型在某流量值下的

NPSHr可從性能曲線(xiàn)圖中查出。(3)對(duì)一確定泵型，減小運(yùn)行流量Q

可降低NPSHr.Q1NPSHr避免汽蝕的方法

---提高NPSHa計(jì)算公式：NPSHa=pcgρ-式中 pc---進(jìn)口水池液面絕對(duì)壓力

hc---進(jìn)水管路阻力損失

pv---液體飽和蒸汽壓

hg---泵安裝高度(泵進(jìn)口中心線(xiàn)離進(jìn)水池液面高度差)hg-hc

-pvgρHQH-Q曲線(xiàn)NPSHa-Q曲線(xiàn)pcgρhchgpvgρ如何提高NPSHa：(1).提高進(jìn)口水池液面壓力或管路壓力。(2).降低液體飽和蒸汽壓，如降低水溫度。(3).減小進(jìn)水管路阻力損失，如采用大管徑/減少閥門(mén)，彎頭/縮短管路長(zhǎng)度等。(4).調(diào)整泵安裝高度：如為吸上方式，降低安裝高度

如為倒灌方式，增加安裝高度第五章電動(dòng)機(jī)的選取P1P2P3P4P1：電機(jī)輸入功率P2：電機(jī)輸出功率P3：水泵輸入功率P4：水泵輸出功率1、離心泵功率消耗量P的基本計(jì)算公式：

ρ×Q×H367×ηP=式中：ρ——泵送液體的密度kg/LQ——流量m3/hH——揚(yáng)程mη——泵的效率％367——換算因數(shù)（常數(shù)）2、電機(jī)功率的安全余量：幾乎所有的系統(tǒng)中都要做到改變流量，這就意味著設(shè)計(jì)好的工作點(diǎn)就可能和實(shí)際的工作點(diǎn)不同，這樣就很容易導(dǎo)致泵功率的消耗值比原來(lái)計(jì)算的要大。所以我們?cè)谶x型時(shí)，必須增加安全余量（根據(jù)ISO5199）：泵軸功率kw電機(jī)功率kw0.180.250.270.370.400.550.550.750.811.11.11.51.72.22.333.244.35.56.17.59.11