泵類基礎知識匯總演示文稿

泵類基礎知識匯總演示文稿第一頁，共五十四頁。泵類基礎知識匯總第二頁，共五十四頁。講解目錄

一泵的操作原理、構(gòu)造及分類

二泵的基本參數(shù)

三

泵的選型

四泵的汽蝕

五常見及需要注意的問題第三頁，共五十四頁。泵的操作原理、構(gòu)造及分類

泵屬于流體機械的一種，流體機械是指以流體為工作介質(zhì)和能量載體的機械設備。流體機械根據(jù)能量傳遞的方向不同，可分為原動機(水輪機、汽輪機)和工作機（泵、風機、壓縮機）。泵屬于工作機，即消耗能量的機械。根據(jù)流體與機械相互作用的方式，可將流體機械又分為容積式、葉片式和其它形式。第四頁，共五十四頁。一、操作原理由若干個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，泵軸與電機相連，可由電機帶動旋轉(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。泵殼的側(cè)邊為排出口，與排出管路相連，裝有調(diào)節(jié)閥。離心泵之所以能輸送液體，主要是依靠高速旋轉(zhuǎn)葉輪所產(chǎn)生的離心力，因此稱為離心泵。泵的操作原理、構(gòu)造及分類第五頁，共五十四頁。離心泵的工作過程：開泵前，先在泵內(nèi)灌滿要輸送的液體。開泵后，泵軸帶動葉輪一起高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力。液體在此作用下，從葉輪中心被拋向葉輪外周，壓力增高，并以很高的速度流入泵殼。在泵殼中由于流道的不斷擴大，液體的流速減慢，使大部分動能轉(zhuǎn)化為壓力能。最后液體以較高的靜壓強從排出口流入排出管道。泵內(nèi)的液體被拋出后，葉輪的中心形成了真空，在液面壓強（大氣壓）與泵內(nèi)壓力（負壓）的壓差作用下，液體便經(jīng)吸入管路進入泵內(nèi)，填補了被排除液體的位置。離心泵啟動時，如果泵殼內(nèi)存在空氣，由于空氣的密度遠小于液體的密度，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的真空度，這樣，離心泵就無法工作。為了使啟動前泵內(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)節(jié)閥，用于開停車和調(diào)節(jié)流量。泵的操作原理、構(gòu)造及分類第六頁，共五十四頁。二、基本部件和構(gòu)造1）葉輪將電動機的機械能傳給液體,使液體的動能有所提高。2）泵殼

匯集液體，作導出液體的通道；使液體的能量發(fā)生轉(zhuǎn)換，一部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。3）軸封裝置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)。泵的操作原理、構(gòu)造及分類第七頁，共五十四頁。泵的操作原理、構(gòu)造及分類填料密封和機械密封的比較第八頁，共五十四頁。工作壓力和密封填料密封水泵最大工作壓力4-5bar.(標準規(guī)格)

機械密封水泵水泵最大工作壓力<10bar時:不平衡機械密封(標準)水泵最大工作壓力>10bar時:平衡機械密封 (額定值與密封的結(jié)構(gòu)有關(guān))泵的操作原理、構(gòu)造及分類第九頁，共五十四頁。三、泵的分類：1)按工作葉輪數(shù)目來分類

①單級泵：即在泵軸上只有一個葉輪。（NP、NPG系列，ASP系列，IL、BL系列等）

②多級泵：即在泵軸上有兩個或兩個以上的葉輪，這時泵的總揚程為n個葉輪產(chǎn)生的揚程之和。（MHI、MVI系列）二)按工作壓力來分類

①低壓泵：壓力低于100米水柱；

②中壓泵：壓力在100～650米水柱之間；

③高壓泵：壓力高于650米水柱。（多級離心泵可達2800m）

泵的操作原理、構(gòu)造及分類第十頁，共五十四頁。三)按葉輪進水方式來分類

①單側(cè)進水式泵：又叫單吸泵，即葉輪上只有一個進水口；

②雙側(cè)進水式泵：又叫雙吸泵，即葉輪兩側(cè)都有一個進水口。它

流量比單吸式泵大一倍，可以近似看作是二個單吸泵葉輪背靠背

地放在了一起。（ASP系列泵）

單級單吸泵單級雙吸泵泵的操作原理、構(gòu)造及分類第十一頁，共五十四頁。四)按泵殼結(jié)合縫形式來分類

①水平中開式泵：即在通過軸心線的水平面上開有結(jié)合縫。

（最常見的水平中開泵是雙吸泵。ASP系列泵）

②垂直結(jié)合面泵：即結(jié)合面與軸心線相垂直。

（NP、NPG系列泵，IL、BL系列泵等。）

五)按泵軸位置來分類

①臥式泵：泵軸位于水平位置。

②立式泵：泵軸位于垂直位置。

泵的操作原理、構(gòu)造及分類第十二頁，共五十四頁。六)按葉輪出來的水引向壓出室的方式分類

①蝸殼泵：水從葉輪出來后，直接進入具有螺旋線形狀的泵殼。

（NP、NPG系列泵最具代表性）

②導葉泵：水從葉輪出來后，進入它外面設置的導葉，之后進

下一級或流入出口管。（常用于多級泵和軸流泵，比如MHI、MWI系列）七)按泵的比轉(zhuǎn)速分類

離心泵30<ns<300

混流泵300<ns<500

軸流泵500<ns<1000泵的操作原理、構(gòu)造及分類第十三頁，共五十四頁。泵的操作原理、構(gòu)造及分類1）比轉(zhuǎn)速

比轉(zhuǎn)速是相似流體機械（幾何相似、運動相似、動力相似）在相似工況（介質(zhì)的溫度、密度、粘度、比重相似）下工作時，當揚程為1m，功率為1kw時，流體機械所具有的轉(zhuǎn)速。

2）不同泵的工作原理

離心泵：靠葉輪運轉(zhuǎn)時的離心力將液體提升到一定的高度。

軸流泵：就是在泵內(nèi)充滿液體的情況下，葉輪旋轉(zhuǎn)時對液體產(chǎn)生提升力，把能量傳遞給液體，使水沿著軸向前進，同時跟著葉輪旋轉(zhuǎn)。

混流泵：綜合離心泵和軸流泵的特點。第十四頁，共五十四頁。

流量揚程性能曲線最大工作壓力(NP)軸功率相似定律功率計算公式泵的基本參數(shù)第十五頁，共五十四頁。

流量流速[m/s]×管道截面積

[m2]=流量[m3/h]泵的基本參數(shù)第十六頁，共五十四頁。揚程入口壓力出口壓力揚程(水泵)泵的基本參數(shù)第十七頁，共五十四頁。揚程總靜壓局部阻力沿程阻力++=揚程[m]揚程(系統(tǒng))泵的基本參數(shù)第十八頁，共五十四頁?？傡o壓總靜壓泵(非自吸)泵(自吸)總靜壓揚程泵的基本參數(shù)第十九頁，共五十四頁。摩擦阻力揚程Flowinm3/h摩擦阻力inm01002003004003201808020管路阻力曲線(f=X2)泵的基本參數(shù)第二十頁，共五十四頁。水泵性能曲線流量m3/h揚程inmBEP(最高效率點)大直徑葉輪小直徑葉輪效率曲線727275758080838385338308280泵的基本參數(shù)第二十一頁，共五十四頁。運行圖并聯(lián)運行單臺運行管路阻力曲線泵的基本參數(shù)第二十二頁，共五十四頁。運行圖并聯(lián)運行流量流量流量泵1泵2泵1+2泵的基本參數(shù)第二十三頁，共五十四頁。運行情況系統(tǒng)阻力曲線流量inm3/h系統(tǒng)阻力inm陡的阻力曲線摩擦力大正常阻力曲線

阻力變化緩慢平緩的阻力曲線摩擦力小泵的基本參數(shù)第二十四頁，共五十四頁。運行情況多臺水泵并聯(lián)的阻力曲線流量流量流量陡峭的阻力曲線變化平緩的阻力曲線平坦的阻力曲線泵的基本參數(shù)第二十五頁，共五十四頁。閥門全關(guān)時壓力最大工作壓力[m]最大工作壓力(PN*)工作壓力吸入口靜壓（注意：開式系統(tǒng)、閉式系統(tǒng)）+=*PN:Nominalpressure泵的基本參數(shù)第二十六頁，共五十四頁。最大工作壓力(PN*)工作壓力流量inm3/h揚程inm關(guān)閉閥們時水泵揚程工作點閉閥揚程泵的基本參數(shù)第二十七頁，共五十四頁。最大工作壓力(PN*)工作壓力入口靜壓入口靜壓供水系統(tǒng)泵的基本參數(shù)第二十八頁，共五十四頁。最大工作壓力(PN*)水泵承壓最大工作壓力(PN*)密封系統(tǒng)泵殼法蘭泵的基本參數(shù)第二十九頁，共五十四頁。工作壓力<最大工作壓力(PN)最大工作壓力(PN*)*PN:公稱壓力Example:閉閥壓力 =60m吸入口靜壓 =50m工作壓力 =110m=11bar水泵承壓必須大于11bar泵的基本參數(shù)第三十頁，共五十四頁。相似定律Q1/Q2=N1/N2H1/H2=(N1/N2)2P1/P2=(N1/N2)3注意：如果葉輪直徑改變或水泵轉(zhuǎn)速改變，NPSH?將發(fā)生變化。泵的基本參數(shù)第三十一頁，共五十四頁。相似定律

流量200l/s,揚程37.5m,選用水泵型號ASP200B,葉輪直徑360mm轉(zhuǎn)速1450RPM,效率87%工況點軸功率84.5kW.如果轉(zhuǎn)速變?yōu)?000RPM，根據(jù)相似定律此時流量和揚程及功率為多少？N1=1450RPM,N2=1000RPMQ1=200l/sQ2=Q1xN2/N1=200x1000/1450=138l/sH1=37.5mH2=H1x(N2/N1)2=37.5x(1000/1450)2=17.8mP1=84.5kWP2=P1x(N2/N1)3=84.5x(1000/1450)3=27.7kW舉例泵的基本參數(shù)第三十二頁，共五十四頁。PowerAbsorbedPabs(kW)

=Q[m3/h]xH[m]367x(水泵效率)x

SGPabs(kW)

=Q[l/s]xH[m]102x(水泵效率)x

SGOr水泵軸功率計算選擇電機時要考慮：安全系數(shù).水泵單臺運行與并聯(lián)運行.泵的基本參數(shù)第三十三頁，共五十四頁。切削定律WhereD=要求的工作點葉輪直徑D1=已知葉輪直徑H=要求的工作點的揚程H1=從零點與D1直徑曲線交點處揚程從零點與已知最大葉輪直徑點相交.計算公式計算方法：D=D1√(H/H1)泵的基本參數(shù)第三十四頁，共五十四頁。選型依據(jù):我們要選擇什么樣的泵，需要哪些條件依據(jù)?水泵流量。運行水泵臺數(shù)及備用水泵臺數(shù)。

水泵揚程。

水泵吸入口壓力。

水泵數(shù)量。NPSHA

供貨范圍。

供電條件(頻率,電壓…).

是否配有變頻設備。

介質(zhì)類型(如：清水or乙二醇？冷凍水？冷卻水？河水？海水？…).

介質(zhì)溫度。泵的選型第三十五頁，共五十四頁。BEP(最高效率點)12流量inm3/h揚程inm

面積 :功率低，電機效率低。葉輪受力不平衡(偏離),軸承負荷大，密封磨損快。1

面積 :功率高，過載.內(nèi)部的影響和振動是很大的(徑向受力不平衡,振動,扭動,彎曲...).33

面積 :最合適.盡量接近最高效率點.23泵的選型第三十六頁，共五十四頁。

盡可能按照買方要求的參數(shù)、型式、材料等選型，其他的解決方法可做為選擇。

如果買方對水泵的轉(zhuǎn)速和噪音要求不高，那么綜合考慮揚程、流量、NPSH值滿足的情況下選擇最便宜的和高轉(zhuǎn)速的泵型。選擇的水泵應在高效區(qū)范圍內(nèi)工作。

選型時注意設計揚程與實際運行揚程差異，可以適當微調(diào)(下調(diào))設計揚程值，至我們水泵的高效點，這樣更安全。泵的選型第三十七頁，共五十四頁。泵的選型1、介質(zhì)的特性：介質(zhì)名稱、密度、粘度、腐蝕性、毒性等。

a.介質(zhì)名稱：清水、污水、石油等。當介質(zhì)含氣量>75%時，最好選用齒輪泵或者螺桿泵。

b.密度：

離心泵的流量與密度無關(guān)；

離心泵的揚程與密度無關(guān)；

離心泵的效率不隨密度改變；

當密度≠1000Kg/m3時，電機的功率應該為一般功率與介質(zhì)相對清水密度比的乘積，以防電機過載超流

。

第三十八頁，共五十四頁。c.粘度：介質(zhì)的粘度對泵的性能影響很大，粘度過大時，泵的壓頭（揚程）減小，流量減小，效率下降，泵的軸功率增大。當粘度增加時，泵的揚程曲線下降，最佳工況的揚程和流量均隨之下降，而功率則隨之上升，因而效率降低。一般樣本上的參數(shù)均為輸送清水時的性能，當輸送粘性介質(zhì)時應進行換算。d.腐蝕性：介質(zhì)有腐蝕時，采用抗腐蝕性能好的材料。

e.毒性：考慮密封方式，可采用干氣密封等。泵的選型第三十九頁，共五十四頁。泵的選型

2、介質(zhì)中所含固體的顆粒直徑、含量多少。

根據(jù)顆粒直徑、含量多少，可選擇采用單流道、雙流道、多

流道形式的葉輪。顆粒含量>60%時，考慮采用渣漿泵。

3、介質(zhì)溫度：（℃）

高溫介質(zhì)需考慮密封材料的選擇及材料的熱膨脹系數(shù)。介質(zhì)

溫度偏低時，考慮采用低溫潤滑油和低溫電機。

4、所需要的流量（Q）

a、如果生產(chǎn)工藝中已給出最小、正常、最大流量，應按最大流

量考慮。

b、如果生產(chǎn)工藝中只給出正常流量，應考慮留有一定的余量。

c、如果基本數(shù)據(jù)只給質(zhì)量流量，應換算成體積流量。

第四十頁，共五十四頁。5、揚程：

水泵的揚程大約為提水高度的1.15～1.2倍（使用于補水泵只給出系統(tǒng)圖需要計算揚程的狀況）。

如遇到只給出最小流量、最大流量及相對應的揚程，應盡可能按大流量選擇。

因為：

a、高揚程的泵用于低揚程，便會出現(xiàn)流量過大，導致電機超載，若長時間運行，電機溫度升高，甚至燒毀電機。

b、小流量泵在大流量下運行時，會產(chǎn)生汽蝕，泵長時間汽蝕，影響水泵過流部件的壽命。泵的選型第四十一頁，共五十四頁。1、汽蝕形成

泵在運轉(zhuǎn)中，抽送液體的絕對壓力降低到當時溫度下的該液體汽化壓力時，液體便在該處開始汽化，形成氣泡，當含有大量氣泡的液體流進葉輪內(nèi)的高壓區(qū)時，氣泡周圍的高壓液體致使氣泡急劇地縮小以至破裂。在氣泡破裂的同時，液體質(zhì)點以很高的速度填充空穴，在此瞬間產(chǎn)生很強烈的水擊作用，并以很高的沖擊頻率打擊金屬表面，沖擊應力可達幾百至幾千個大氣壓，沖擊頻率可達每秒幾萬次，嚴重時會將壁擊穿。泵的汽蝕第四十二頁，共五十四頁。2.汽蝕的危害

a、葉輪上留下打擊狀的坑；影響葉輪的使用壽命。

b、設備產(chǎn)生振動。

c、增加噪音。

d、輕微的汽蝕只會造成水泵效率或揚程的降低。低比轉(zhuǎn)速泵隨汽蝕性能下降明顯，高比轉(zhuǎn)速泵，當汽蝕達到一定程度時，性能開始下降。

e、嚴重的汽蝕會產(chǎn)生很強的噪音，并縮短水泵的使用壽。

f、估算來講，損失最大占設計揚程的3%。

g、對于多級水泵,汽蝕只會對第一級葉輪產(chǎn)生影響。泵的汽蝕第四十三頁，共五十四頁。3、泵汽蝕的基本關(guān)系式為：

NPSHc≤NPSHr≤[NPSH]≤NPSHa

式中

NPSHa—裝置汽蝕余量又叫有效汽蝕余量，是指在現(xiàn)場條件下的汽蝕余量。它可也根據(jù)系統(tǒng)的設計圖紙計算出來，越大越不易汽蝕；

NPSHr—泵汽蝕余量，又叫必需的汽蝕余量，是指水泵的一個特性數(shù)據(jù)，它是由水泵制造廠商提供的。該數(shù)值在水泵的性能圖表中已經(jīng)被標示出來，越小泵抗汽蝕性能越好；

NPSHc—臨界汽蝕余量，是指對應泵性能下降一定值的汽蝕量；

[NPSH]—許用汽蝕余量，是確定泵使用條件用的汽蝕余量。為保證系統(tǒng)的安全運行：

實際汽蝕余量值（NPSHa）必須要高于設計汽蝕余量值(NPSHr)。

即：NPSHa>NPSHr泵的汽蝕第四十四頁，共五十四頁。泵的汽蝕5.實際汽蝕余量（NPSHa)的計算公式

NPSHa=(Hz-Hf)+(Hp–Hvp)

其中：

Hp=水泵入口處液體表面的絕對壓力(m)

Hz=液體距離水泵中心線的靜態(tài)高差(m)

注:對于立式水泵以第一級葉輪的中心線為準。

Hf=管路系統(tǒng)入口處摩擦和入口損失包括動壓頭。(m)

Hvp=在水泵工作溫度下的液體蒸汽壓力。(m)

如果NPSHA數(shù)值很小，建議選擇：

更大一些型號的水泵或轉(zhuǎn)速更慢一些的水泵。第四十五頁，共五十四頁。Hz=5m

Hf=1.5m(摩擦阻力損失）

Hp=1.01325bar(大氣壓力）=10.7m

Hvp=0.7011bar(90oC蒸汽壓力)=7.4m

NPSHA=(Hz-Hf)+(Hp-Hvp)

=(5-1.5)+(10.7-7.4)

=6.8m泵的汽蝕第四十六頁，共五十四頁。

Hz=-0.5m;

Hf=1.5m(摩擦阻力損失）;

Hp=1.01325bar(大氣壓力）=10.7m;

Hvp=0.7011bar(90oC蒸汽壓力)=7.4m。

NPSHA=(Hz-Hf)+(Hp-Hvp)=(-0.5-1.5)+(10.7-7.4)

=1.3m泵的汽蝕第四十七頁，共五十四頁。4、防止汽蝕的措施防止泵發(fā)生汽蝕從兩方面考慮，即增大NPSHa和減小NPSHr，常用的以下幾種方法。a、減小幾何吸上高度hg（或增加幾何倒灌高度）；△h=10m-NPSH-∑h

∑h：管路阻力，也叫安全系數(shù)，?。?.5～1.0m水柱

△h：吸程b、增加管徑，盡量減小管路長度，彎頭和附件等；

c、盡量調(diào)小流量，防止泵長時間在大流量下運行；

泵的汽蝕第四十八頁，共五十四頁。d、在同樣轉(zhuǎn)速和流量下，采用雙吸泵，因減小進口流速、泵不易發(fā)生汽蝕；

e、加誘導輪或增加葉輪進口處的光潔度。f、對于在苛刻條件下運行的泵，為避免汽蝕破壞，可使用耐汽蝕材料。泵的汽蝕第四十九頁，共五十四頁。1