以離心泵為例,說明特性曲線圖在分析機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用

以離心泵為例，說明特性曲線圖在分析機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用一、離心泵簡介離心泵的根本構(gòu)造離心泵的根本構(gòu)造是由六局部組成的分別是葉輪，泵體，泵軸，軸承，密封環(huán)，填料函。1、葉輪是離心泵的核心局部，它轉(zhuǎn)速高出力大，葉輪上的葉片又起到主要作用，葉輪在裝配前要通過靜平衡試驗(yàn)。葉輪上的內(nèi)外外表要求光滑，以削減水流的摩擦損失。2、離心油泵體也稱泵殼，它是水泵的主體。起到支撐固定作用，并與安裝軸承的托架相連接。3、離心泵軸的作用是借聯(lián)軸器和電動(dòng)機(jī)相連接，將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)距傳給葉輪，所以它是傳遞機(jī)械能的主要部件。4、軸承是套在泵軸上支撐泵軸的構(gòu)件，有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩種。滾動(dòng)軸承使用牛油作為潤滑劑加油要適當(dāng)一般為2/3～3/4的體積太多會(huì)發(fā)熱，太少又有響聲并發(fā)熱！滑動(dòng)軸承使用的是透亮油作潤滑劑的,加油到油位線。太多油要沿泵軸滲出并且漂賤，太少軸承8560度左右，假設(shè)高了就要查找緣由〔是否有雜質(zhì)，油質(zhì)是否發(fā)黑，是否進(jìn)水〕并準(zhǔn)時(shí)處理！5、密封環(huán)又稱減漏環(huán)。葉輪進(jìn)口與泵殼間的間隙過大會(huì)造成泵內(nèi)高壓區(qū)的水經(jīng)此間隙流向低壓區(qū)，影響泵的出水量，效率降低！間隙過小會(huì)造成葉輪與泵殼摩擦產(chǎn)生磨損。為了0.25～1.10mm之間為宜。6、填料函主要由填料，水封環(huán)，填料筒，填料壓蓋，水封管組成。填料函的作用主要600個(gè)小時(shí)左右就要對(duì)填料進(jìn)展更換。離心泵的過流部件離心泵的過流部件有：吸入室，葉輪，壓出室三個(gè)局部。葉輪室是泵的核心，也是流部件的核心。泵通過葉輪對(duì)液體的作功，使其能量增加。葉輪按液體流出的方向分為三類：徑流式葉輪〔離心式葉輪〕液體是沿著與軸線垂直的方向流出葉輪。斜流式葉輪〔混流式葉輪〕液體是沿著軸線傾斜的方向流出葉輪。軸流式葉輪液體流淌的方向與軸線平行的。葉輪按吸入的方式分為二類：單吸葉輪〔即葉輪從一側(cè)吸入液體。雙吸葉輪〔即葉輪從兩側(cè)吸入液體。葉輪按蓋板形式分為三類：封閉式葉輪。放開式葉輪。半開式葉輪。其中封閉式葉輪應(yīng)用很廣泛，前述的單吸葉輪雙吸葉輪均屬于這種形式。離心泵的工作原理離心泵的工作原理是：離心泵所以能把水送出去是由于離心力的作用。水泵在工作前，泵體和進(jìn)水管必需罐滿水行成真空狀態(tài)，當(dāng)葉輪快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片促使水很快旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)著的水在離心力的作用下從葉輪中飛去，泵內(nèi)的水被拋出后，葉輪的中心局部形成真空區(qū)域。水原的水在大氣壓力〔或水壓〕的作用下通過管網(wǎng)壓到了進(jìn)水管內(nèi)。這樣循環(huán)不已，就可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)抽水。在此值得一提的是：離心泵啟動(dòng)前肯定要向泵殼內(nèi)布滿水以后，方可啟動(dòng)，〔簡稱,無因液現(xiàn)象;氣蝕”〕造成設(shè)備事故！離心泵的種類很多，分類方法常見的有以下幾種方式。1按葉輪吸入方式分：單吸式離心泵、雙吸式離心泵。23按葉輪構(gòu)造分：放開式葉輪離心泵、半開式葉輪離心泵、封閉式葉輪離心泵。4按工作壓力分：低壓離心泵、中壓離心泵、高壓離心泵邊、立式離心泵。既然離心泵有如此多的種類那么我們?cè)趺凑_的選用離心泵呢一般狀況下我們會(huì)依據(jù)以下特點(diǎn)定性的粗選離心泵1)依據(jù)被輸送液體的性質(zhì)及操作條件確定類型; (2)依據(jù)流量(一般由生產(chǎn)任務(wù)定)及計(jì)算管路中所需壓頭確定泵的型號(hào)(從樣本或產(chǎn)品名目中選取);(3)假設(shè)被輸送液體的粘度和密度與水相差較大時(shí)，應(yīng)核算泵的特性參數(shù)：流量、壓頭和軸功率。離心泵的特點(diǎn)是，送液力量大，流量均勻，但產(chǎn)生的壓頭不高，且壓頭隨著流量的轉(zhuǎn)變而變化。時(shí)，可分別確定各泵的工作點(diǎn)，比較工作點(diǎn)上的效率，擇優(yōu)選取。通常，所選離心泵的流量、壓頭可能會(huì)和管路中要求的不全都，或由于生產(chǎn)任務(wù)、工藝要求發(fā)生變化，此時(shí)都要求對(duì)泵進(jìn)展流量調(diào)整，實(shí)質(zhì)是轉(zhuǎn)變離心泵的工作點(diǎn)。離心泵的工作以到達(dá)流量調(diào)整的目的。因此，離心泵的特性曲線圖對(duì)離心泵相當(dāng)重要二、離心泵的特性曲線圖２．1Q、H、N、η等數(shù)據(jù)標(biāo)繪而成的一組曲線。下面的圖就是離心泵的特性曲線圖。不同泵的特性曲線不同，但均有以下三條曲線：H-Q(2)N-Q(3)η-Q(4)n濟(jì)。離心泵銘牌上標(biāo)出的性能參數(shù)即為最高效率點(diǎn)上的工況參數(shù)。離心泵的性能曲線可作為選擇泵的依據(jù)。確定泵的類型后，再依流量和壓頭選泵。影響離心泵特性曲線圖的主要因素液體物理性質(zhì)對(duì)特性曲線的影響體密度和粘度的影響。粘度當(dāng)輸送液體的粘度大于試驗(yàn)條件下水的粘度時(shí)，泵體內(nèi)的能量損失增大，泵的流量、壓頭減小，效率下降，軸功率增大。密度離心泵的體積流量及壓頭與液體密度無關(guān)，功率則隨密度增大而增加。2.2.2離心泵的轉(zhuǎn)速對(duì)特性曲線的影響當(dāng)液體粘度不大，泵的效率不變時(shí)，泵的流量、壓頭、軸功率與轉(zhuǎn)速可近似用比例定律計(jì)算，即式中：Q1、H1、N1離心泵轉(zhuǎn)速為n1時(shí)的流量、揚(yáng)程和功率。Q2、H2、N2n2時(shí)的流量、揚(yáng)程和功率。上面的一組公式稱為比例定律。當(dāng)轉(zhuǎn)速變化小于20%時(shí)，可認(rèn)為效率不變，用上工進(jìn)展計(jì)算誤差不大。假設(shè)在轉(zhuǎn)速為n1的特性曲線上多項(xiàng)選擇幾個(gè)點(diǎn)，利用比例定律算出轉(zhuǎn)速為n2時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)，n2時(shí)的特性曲線。2.2.3葉輪直徑對(duì)特性曲線的影響當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速肯定時(shí)，其揚(yáng)程、流量與葉輪直徑有關(guān)。下面為切割定律。式中：Q1、H1、N1離心泵轉(zhuǎn)速為在D1時(shí)的流量、揚(yáng)程和功率。Q2、H2、N2離心泵轉(zhuǎn)速為D2時(shí)的流量、揚(yáng)程和功率。三、離心泵的特性曲線圖對(duì)離心泵的調(diào)整的影響曲線圖分析了離心泵流量調(diào)整的幾種主要方法：出口閥門調(diào)整、泵變速調(diào)整和泵的串、并聯(lián)變化大小有關(guān)。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)當(dāng)留意變速調(diào)整的范圍，才能更好的應(yīng)用離心泵變速調(diào)整。目前，離心泵的流量調(diào)整方法主要有調(diào)整閥掌握、變速掌握以及泵的并、串聯(lián)調(diào)整等。由于各種調(diào)整方法的原理不同，除有自己的優(yōu)缺點(diǎn)外，造成的能量損耗也不一樣，為了尋求最正確、能耗最小、最節(jié)能的流量調(diào)整方法，{TodayHot}必需全面地了解離心泵的流量調(diào)整方法與能耗之間的關(guān)系。轉(zhuǎn)變管路特性曲線性曲線的位置來轉(zhuǎn)變泵的工作點(diǎn)。轉(zhuǎn)變離心泵特性曲線依據(jù)比例定律和切割定律，轉(zhuǎn)變泵的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)變泵構(gòu)造〔如切削葉輪外徑法等〕兩種方法都能轉(zhuǎn)變離心泵的特性曲線，從而到達(dá)調(diào)整流量〔同時(shí)轉(zhuǎn)變壓頭〕的目的。但是對(duì)于已經(jīng)工作的泵，轉(zhuǎn)變泵構(gòu)造的方法不太便利，并且由于轉(zhuǎn)變了泵的構(gòu)造，降低了泵的通用性，盡管它在某些時(shí)候調(diào)整流量經(jīng)濟(jì)便利[1]，在生產(chǎn)中也很少承受。這里僅分析轉(zhuǎn)變離心泵的轉(zhuǎn)1Q1Q2時(shí)，泵的轉(zhuǎn)速〔或電機(jī)轉(zhuǎn)速〕從n1下降到n2，轉(zhuǎn)速為n2下泵的特性曲線Q-H與管路特性曲線He=H0+G1Qe2〔管路特曲線不變化〕A3(Q2，H3)，點(diǎn)A3為通過調(diào)速調(diào)整流量后的工作點(diǎn)。此調(diào)整方法調(diào)整效果明顯、快捷、安全牢靠，可以延長泵使用壽命，節(jié)約電能，再來降低轉(zhuǎn)速運(yùn)行還能有效的降低離心泵的汽蝕余量NPSHr，使泵遠(yuǎn)離汽蝕區(qū)，減小離心泵發(fā)生汽蝕的可能性[2]。缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)變泵的轉(zhuǎn)速需要有通過變頻技術(shù)來轉(zhuǎn)變?cè)瓌?dòng)機(jī)〔通常是{HotTag}電動(dòng)機(jī)〕的轉(zhuǎn)速，原理簡單，投入資金較大，且流量調(diào)整范圍小。泵的串、并連調(diào)整方法號(hào)的離心泵并聯(lián)，雖然壓頭變化不大，但加大了總的輸送流量，并聯(lián)泵的總效率與單臺(tái)泵的四、離心泵的特性曲線圖對(duì)離心泵的能耗的影響兩種調(diào)整方法加以分析。由于離心泵的并、串聯(lián)操作目的在于提高壓頭或流量，在化工領(lǐng)2進(jìn)展分析，方法根本一樣。閥門調(diào)整流量時(shí)的功耗離心泵運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸入泵軸的功率N為：N＝vQH／ηN——軸功率，w；Q——泵的有效壓頭，m；H——泵的實(shí)際流量，m3/s；v——流體比重，N/m3；η——泵的效率。Q1Q2，在工作點(diǎn)A2消耗的軸功率為：NA2＝vQ2H2／ηvQ2H3——實(shí)際有用功率，W；vQ2(H2－H3)——閥門上損耗得功率，W；vQ2H2(1／η－1)——離心泵損失的功率，W。變速調(diào)整流量時(shí)的功耗的變速范圍在±20%內(nèi)，且離心泵本身效率的變化不大[3]。用電動(dòng)機(jī)變速調(diào)整流量到流量Q2A3泵消耗的軸功率為：NA3＝vQ2H3／η同樣經(jīng)變換可得：NA3＝vQ2H3＋vQ2H3(1／η－1)〔2〕式中vQ2H3——實(shí)際有用功率，W；vQ2H3(1／η－1)——離心泵損失的功率，W。對(duì)于目前離心泵通用的出口閥門調(diào)整和泵變轉(zhuǎn)速調(diào)整兩種主要流量調(diào)整方法，泵變轉(zhuǎn)速調(diào)整節(jié)約的能耗比出口閥門調(diào)整大得多，這點(diǎn)可以從兩者的功耗分析和功耗比照分析看速調(diào)整的節(jié)能效率也越大，即閥門調(diào)整損耗功率越大，但是，泵變速過大時(shí)又會(huì)造成泵效率降低，超出泵比例定律范圍，因此，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)當(dāng)從多方面考慮，在二者之間綜合出最正確的流量調(diào)整方法。五、離心泵特性曲線圖