化工機(jī)器-離心泵

第二部分：

教材：《化工機(jī)器》高慎琴主編，化學(xué)工業(yè)出版社《過程流體機(jī)械》姜培正主編，化學(xué)工業(yè)出版社

離心泵的結(jié)構(gòu)與原理主要內(nèi)容離心泵的基礎(chǔ)知識概述離心泵的基本方程離心泵的特性曲線與工作點

離心泵的相似理論及應(yīng)用(重點)離心泵的組合運行（重點）離心泵的運轉(zhuǎn)性能及調(diào)節(jié)

離心泵的主要零部件（重點）離心泵工作中常見故障及排除講解順序1離心泵的基礎(chǔ)知識2離心泵的主要性能參數(shù)3離心泵的氣蝕現(xiàn)象4離心泵的工作點與流量調(diào)節(jié)5離心泵的相似及應(yīng)用6離心泵的切割及應(yīng)用7離心泵的組合運行8離心泵的典型零部件9離心泵的常見故障及排除重點掌握一、離心泵的基礎(chǔ)知識概述離心泵是一種典型的流體輸送設(shè)備。根據(jù)使用要求不同，分類方法很多。一）泵的分類：主要分法有按葉輪數(shù)量-----單級、多級；按葉輪吸液方式----單吸、雙吸；按使用介質(zhì)---水泵、油泵、。。。。；按揚程大小---低揚程（H《20m）、中揚程（H=20—60m)、高揚程（H》160m）；按材料防腐特征----耐腐蝕泵、普通泵；二）離心泵的主要部件及工作原理

泵是把原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液體的勢能和動能的機(jī)械。泵的類型很多，與其他個類型的泵相比，離心泵具有結(jié)構(gòu)簡單，體積小，質(zhì)量輕，流量穩(wěn)定，操作、調(diào)節(jié)方便，易于制造和便于維護(hù)等一系列優(yōu)點。但離心泵對高黏度液體以及流量小，壓力高的情況適用性較差，且通常情況下使用前需灌泵。（一）離心泵的基本組成：轉(zhuǎn)子部分：葉輪、主軸、聯(lián)結(jié)鍵、平衡盤等。靜子部分：蝸殼、接管、密封、底閥等。主要零部件介紹：1蝸殼形狀：漸開線，截面大多為圓形，也有方形、三角形。作用：作用是匯集由葉輪拋出的液體，同時將高速液體的部分動能轉(zhuǎn)化為靜壓能。原因是泵殼形狀為蝸殼形，流道截面逐漸增大，u↓，p↑。（1）保證流體按預(yù)定的軌跡流動。（2）重要的能量轉(zhuǎn)換部件。流通截面積越來越大，由能量守衡，越向外流動，動能越小，勢能越大。材料：通常為鑄鐵鑄造而成。保證內(nèi)壁面的光滑，減少流動阻力。2葉輪：作用是將原動機(jī)的機(jī)械能傳給液體，使液體的靜壓能和動能均有所提高。是離心泵中最重要的部件。葉輪按其結(jié)構(gòu)形狀分有三種：閉式：葉輪內(nèi)6～12片彎曲的葉片，前后有蓋板，葉輪后蓋板上開有若干個平衡小孔，以平衡一部分軸向推力。②半閉式：葉輪內(nèi)6～12片彎曲的葉片，前有蓋板，葉輪后蓋板上開有若干個平衡小孔,以平衡一部分軸向推力。③敞開式：葉輪內(nèi)6～12片彎曲的葉片，前后無蓋板。閉式效率最高，適用于輸送潔凈的液體，不適于輸送漿料或含懸浮物的液體。半閉式和開式效率較低，常用于輸送漿料或懸浮液。葉輪按吸液方式：①單吸：液體只有一側(cè)被吸入。②雙吸：液體可同時從兩側(cè)吸入，具有較大的吸液能力。而且基本上可以消除軸向推力。3軸封裝置：泵軸與泵殼之間的密封稱為軸封。作用是防止高壓液體從泵殼內(nèi)沿軸的四周面漏出，或者外界空氣以相反方向漏入泵殼內(nèi)。（二）、離心泵的工作原理離心泵體內(nèi)的葉輪固定在泵軸上，葉輪上有若干彎曲的葉片，泵軸在外力帶動下旋轉(zhuǎn)，葉輪同時旋轉(zhuǎn)，泵殼中央的吸入口與吸入管相連接，側(cè)旁的排出口和排出管路9相連接。啟動前，須灌液，即向殼體內(nèi)灌滿被輸送的液體。啟動電機(jī)后，泵軸帶動葉輪一起旋轉(zhuǎn)，充滿葉片之間的液體也隨著旋轉(zhuǎn)，在慣性離心力的作用下液體從葉輪中心被拋向外緣的過程中便獲得了能量，使葉輪外緣的液體靜壓強(qiáng)提高，同時也增大了流速，一般可達(dá)15～25m/s。液體離開葉輪進(jìn)入泵殼后，由于泵殼中流道逐漸加寬，液體的流速逐漸降低，又將一部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，使泵出口處液體的壓強(qiáng)進(jìn)一步提高。液體以較高的壓強(qiáng)，從泵的排出口進(jìn)入排出管路，輸送至所需的場所。

當(dāng)泵內(nèi)液體從葉輪中心被拋向外緣時，在中心處形成了低壓區(qū)，由于貯槽內(nèi)液面上方的壓強(qiáng)大于泵吸入口處的壓強(qiáng)，在此壓差的作用下，液體便經(jīng)吸入管路連續(xù)地被吸入泵內(nèi)，以補(bǔ)充被排出的液體，只要葉輪不停的轉(zhuǎn)動，液體便不斷的被吸入和排出。由此可見，離心泵之所以能輸送液體，主要是依靠高速旋轉(zhuǎn)的葉輪，液體在離心力的作用下獲得了能量以提高壓強(qiáng)。離心泵的“氣縛”現(xiàn)象：離心泵啟動時，由于泵內(nèi)有空氣，葉輪旋轉(zhuǎn)時無法形成足夠的低壓，壓差無法將液體吸入葉輪的現(xiàn)象。“氣縛”是不灌液的結(jié)果。通常在吸入管路的進(jìn)口處裝有一單向底閥，以截留灌入泵體內(nèi)的液體。另外，在單向閥下面裝有濾網(wǎng)，其作用是攔阻液體中的固體物質(zhì)被吸入而堵塞管道和泵殼。啟動與停泵：灌液完畢后，此時應(yīng)關(guān)閉出口閥后啟動泵，這時所需的泵的軸功率最小，啟動電流較小，以保護(hù)電機(jī)。啟動后漸漸開啟出口閥。停泵前，要先關(guān)閉出口閥后再停機(jī)，這樣可避免排出管內(nèi)的水柱倒沖泵殼內(nèi)葉輪，葉片，以延長泵的使用壽命。（三）離心泵的型號命名目前我國不但有水泵、油泵、井泵和漿液泵等系列，而且對離心泵的型號也基本有了一些規(guī)定。泵的型號大體上有首、尾、中三部分組成。泵的首部，用數(shù)字表示泵入口的尺寸（mm或25mm的倍數(shù)）。泵的中部，用漢語拼音字母表示泵的結(jié)構(gòu)形式特征。單級懸臂式水泵用BA或B表示（B型是BA型改進(jìn)后的產(chǎn)品）；單級雙吸泵用SH或S型表示（S型是S改進(jìn)后的產(chǎn)品）；分段式多級水泵用DA或D表示（D為改進(jìn)后產(chǎn)品）；鍋爐給水泵用DG表示；油泵用Y表示；DK表示中開式水泵。型號尾部，用數(shù)字表示泵的主要性能參數(shù)，有時在數(shù)字后面還有A或B，它表示此時在泵中裝的是切割過的葉輪。對于多級泵，尾部數(shù)字有兩部分組成（中間有一乘號），前面數(shù)字表示單級的性能參數(shù)，后面數(shù)字表示泵的級數(shù)，舉例如下：

水泵（IS型，D型，S型）IS型——單級單吸離心泵，結(jié)構(gòu)如圖所示。該系列泵是我國第一個按國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）設(shè)計，研制的新產(chǎn)品。全系列共有29個品種。化工生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。泵輸液溫度≤80℃，吸入壓力≯0.3Mpa，口徑為40～200mm。性能范圍：Q6.3～400m3/hH5～125m。IS型系列可從泵樣本或機(jī)械產(chǎn)品目錄手冊中查到。D型——多級離心泵，在同一根軸上串聯(lián)多個葉輪。性能范圍：Q6.3～580m3/hH50～1800mS型——雙吸泵，在同一泵殼內(nèi)有背靠背的兩個葉輪，從兩側(cè)同時吸液。3B57A型泵3表示泵入口直徑為3*25mmB表示單級懸臂式水泵57表示泵的揚程為57m（H2O）A表示所裝葉輪被切割

100

YⅡ——120*2型泵100表示泵入口直徑為100mmYⅡ表示離心式油泵120表示單級揚程為120（H2O）2表示泵有兩級下標(biāo)Ⅱ表示泵的工作部件材質(zhì)為鑄剛鋼（Ⅰ代表鑄鐵，Ⅲ代表Cr5Mo合金鋼）

二、離心泵的主要性能參數(shù)（一）主要性能參數(shù)1.流量Q（V）：單位時間內(nèi)泵輸送的液體體積m3/s（或m3/h，l/s等）或質(zhì)量Kg/h。Q取決于泵的結(jié)構(gòu)、尺寸（葉輪直徑與葉片的寬度）和轉(zhuǎn)速。Q的大小可通過安裝在排出管上的流量計測得。2.揚程H（壓頭）:泵對單位重量的液體所提供的有效能量，m液柱。若在泵的吸入口和排出口分別裝上真空表和壓力表并取1-1'，2-2’截面作計算，則

3.軸功率及效率能量損失和轉(zhuǎn)速n

軸功率Na——原動機(jī)（電動機(jī)或蒸汽透平等）傳送給泵軸的功率，kW。效率——泵軸通過葉輪傳給液體能量的過程中的能量損失。離心泵的能量損失容積損失（泄露引起的）水力損失（粘性和渦流引起的）機(jī)械損失（機(jī)械摩擦引起的）容積效率水力效率機(jī)械效率離心泵的總效率=容積效率*水力效率*機(jī)械效率（二）離心泵的基本方程1液體在離心泵葉輪進(jìn)、出口處的速度三角形：泵葉輪進(jìn)出口速度三角形的畫法、定義及符號意義與離心壓縮機(jī)完全相同，在此不再重復(fù)。2離心泵的能量基本方程---歐拉方程葉輪對單位質(zhì)量液體的做功等于液體經(jīng)過葉輪后能量的增值。歐拉方程的表達(dá)式：1）計算表達(dá)式：

Hth=（u2Cu2-u1Cu1）/g:d單位

J/kg2）概念表達(dá)式：勢揚程增值勢揚程增值動揚程增值3）反作用度：概念：由于離心泵主要目的是使液體增壓勢揚程，故在總能增值中，人們更需要勢能的增值。反作用度ρ-------液體經(jīng)過葉輪后的總能量增值中，勢揚程增值所占的比列。計算：3離心泵葉輪離角對理論揚程的影響無限多葉片下的能量表達(dá)式：hth∞

=u2Cu2/g=(

u22-

u2*Cr2*ctg

βA2)/g（三）離心泵的特性曲線：1確定特性曲線的前提：轉(zhuǎn)速一定、介質(zhì)一定、2特性曲線的測得：廠家實驗法，泵廠以20℃清水作為工質(zhì)做實驗測定性能曲線。3特性曲線的內(nèi)容：H—Q曲線：反映流量---揚程的關(guān)系。N---Q曲線：反映流量---功率的關(guān)系。η---Q曲線：反映流量---效率的關(guān)系。問題：1啟動時為什么必須關(guān)閉出口閥？2最高效率點是多少？一般泵的效率是的多少？（四）影響離心泵性能曲線的主要因素：1密度和黏度的影響可知H，Q與ρ無關(guān)。泵的效率也不隨ρ而改變，所以H～Q與η～Q曲線保持不變。ρ變N也變，ρ↑，N↑，電機(jī)功率要↑。N～Q曲線變化。

2轉(zhuǎn)速和葉輪直徑的影響n變化，導(dǎo)致速度△發(fā)生變化，H，Q和N也發(fā)生變化，但η不變。

三離心泵的汽蝕現(xiàn)象離心泵運轉(zhuǎn)時，液體在泵內(nèi)壓強(qiáng)的變化如圖所示：

氣蝕原理：

液體壓強(qiáng)隨著泵吸入口向葉輪入口而下降，葉片入口附近K—K面處的壓強(qiáng)pK為最低，此后由于葉輪對液體作功，壓強(qiáng)很快上升。假如：pK≤pv(t)，pv(t)被輸液溫度t時的飽和蒸汽壓，則液體發(fā)生汽化產(chǎn)生汽泡，汽泡隨同液體從低壓區(qū)流向高壓區(qū)，在高壓的作用下迅速凝聚或汽泡破裂，與此同時，汽泡周圍的液體會以極高的速度沖向原汽泡所占據(jù)的空間，在沖擊點處可形成高達(dá)幾萬kpa的壓強(qiáng)，沖擊頻率可高達(dá)每秒幾萬次之多，若當(dāng)汽泡的凝聚發(fā)生在葉片表面附近時，眾多液體質(zhì)點猶如細(xì)小的高頻水錘撞擊葉片，侵蝕葉片和葉輪，這種不正?，F(xiàn)象稱為汽蝕現(xiàn)象。汽蝕發(fā)生時，會產(chǎn)生噪音和震動，葉輪局部地方在巨大沖擊力的反復(fù)作用下，材料表面疲勞，從點蝕到形成嚴(yán)重的蜂窩狀空洞，損壞葉片。泵的流量，壓頭和效率急劇下降，嚴(yán)重時甚至吸不上液體，所以為保證離心泵正常運轉(zhuǎn)，應(yīng)避免汽蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生，即須使pK﹥pv(t)。

四離心泵的工作點與流量調(diào)節(jié)

（1）管路特性曲線（2）工作點所謂離心泵的工作點是指離心泵的性能曲線（H～Q曲線）與管路特性曲線的交點，即在H～Q坐標(biāo)上，分別描點作出兩曲線的交點M點。如果H～Q曲線方程可近似表示為H=A－BQ2管路特性曲線方程表示為H=K＋CQ2，則工作點對應(yīng)的流量和揚程由這兩個方程聯(lián)立求解。

這就是說，離心泵在特定的管路系統(tǒng)中運轉(zhuǎn)時所提供的揚程和流量恰好等同于管路所需的揚程和流量。(3)工作點的調(diào)節(jié)①改變出口閥的開度實際改變管路特性曲線原來Q>所需Q‘。閥門關(guān)小，管路阻力增大，管路特性曲線上移，工作點由M→M'點，流量減?、诟淖儽玫霓D(zhuǎn)速或葉輪直徑實際改變泵的H～Q曲線n↓→n'，M→M'點，Q↓↑→n''，M→M''點，Q↑

比較①，②兩種流量調(diào)節(jié)措施可知：ⅰ）用閥門調(diào)節(jié)流量快速方便，且流量可以連續(xù)變化，化工生產(chǎn)中應(yīng)用最廣。其缺點是閥門關(guān)小時，流動阻力增加，要額外多消耗一部分功率，且使泵在低效率點工作，經(jīng)濟(jì)上不合理。ⅱ）②方法不額外增加流動阻力，變化前后泵效率幾乎不變，能量利用經(jīng)濟(jì)。但調(diào)節(jié)不方便，且變速裝置或變速電動機(jī)價格貴，一般只有在調(diào)節(jié)幅度大，時間又長的季節(jié)性調(diào)節(jié)中才使用。五、離心泵的相似及應(yīng)用（一）相似的產(chǎn)生及判據(jù)1相似問題的提出：在實際使用中，往往會遇到一些特殊尺寸泵，如用于水利灌溉的超大尺寸泵，其吸入口直徑超過2米。這樣的泵往往是先在實驗室將其縮小研究，等性能穩(wěn)定、符合要求后，在將其放大，這樣保證在最小的制造成本下，制造出性能可以預(yù)知的大尺寸泵。這種問題的實質(zhì)是要建立小泵與大泵之間隨尺寸變化而性能變化的數(shù)學(xué)關(guān)系。建立了這種關(guān)系，我們便稱這兩臺泵相似。而這種關(guān)系被稱為相似定律。2相似的條件：----充分、必要條件兩臺泵相似，應(yīng)滿足以下條件：

幾何相似、運動相似、動力相似。幾何相似：兩臺泵對應(yīng)位置的幾何尺寸成同一比例。運動相似：兩臺泵在對應(yīng)位置上的速度三角形相似。動力相似：兩臺泵在對應(yīng)位置上的液體受同名力成同一比例。（二）相似的有關(guān)定律原則：如兩臺泵相似，則對應(yīng)工況點效率相等。表達(dá)式：同一臺泵變轉(zhuǎn)速運行，對應(yīng)工況相似-----相似的特例比例律（三）比轉(zhuǎn)速及應(yīng)用比轉(zhuǎn)速概念的提出實際上，判斷兩臺泵是否相似用三個相似的計算是十分困難的。如受力相似，但實際的受力很難準(zhǔn)確得出。理論推倒得出，如果兩臺泵相似，則對應(yīng)點的值相等。2比轉(zhuǎn)速的計算3比轉(zhuǎn)速計算中的幾點注意兩臺泵在對應(yīng)點的比轉(zhuǎn)速相等，兩臺泵相似。反之亦然。如不特指，一臺泵的比轉(zhuǎn)速只與某工況的H、Q、n有關(guān)，可以有無數(shù)個比轉(zhuǎn)速。通常的比轉(zhuǎn)速制最高效率點下的值。（3）計算中的Q、H是指單極、單吸葉輪的流量、揚程。當(dāng)為雙吸泵，流量以H/2代入。當(dāng)為多級泵，揚程以H/I代入，I—是級數(shù)。（4）比轉(zhuǎn)速是有單位的，是“r/min”.只是人們經(jīng)常不用。比轉(zhuǎn)速對泵性能的判斷（1）泵的比轉(zhuǎn)速分為高、中、低三類。（2）比轉(zhuǎn)速還可以用來評估泵的性能。比轉(zhuǎn)速低，葉輪“細(xì)而長”，泵適合小流量，高揚程。比轉(zhuǎn)速高，葉輪“寬而短”，泵適合大流量，低揚程。離心泵混流泵軸流泵ns30---300300---500500---1000（3）用比轉(zhuǎn)速的高低對泵分類。見表（四）相似法解決的工程問題例1：已知泵在某工況點A（QA、HA）工作，此時轉(zhuǎn)速為n1,如要求將工況點調(diào)到B（QB、HB）,采用改變轉(zhuǎn)速法，應(yīng)將轉(zhuǎn)速調(diào)到多少？解：[分析]如A與B點是對應(yīng)點，則流量之比等于轉(zhuǎn)速之比，由此簡單的就計算出應(yīng)調(diào)整的轉(zhuǎn)速。當(dāng)A、B不是對應(yīng)點時，其流量之比與轉(zhuǎn)速之比沒有關(guān)系，此時問題復(fù)雜化。（1）找出相似拋物線。當(dāng)1（Q1、H1）、2（Q2、H2）對應(yīng)相似時，這說明：所有對應(yīng)相似點都應(yīng)在這條相似拋物線上。過B點的相似拋物線方程，（2）求出相似拋物線與n1曲線的交點A’(QA’,HA’).可以用解析法或畫圖法。（3）求要調(diào)整的轉(zhuǎn)速。A’(QA’,HA’)與B（QB、HB）是對應(yīng)點，顯然應(yīng)滿足相似定律。此題得解。例2：已知泵在轉(zhuǎn)速為n1時的曲線,要求推畫泵在n2時的曲線？解：[分析]1、如在n1時取一點A，按比例率法求出該點在n2時的對應(yīng)工況點B，則n2曲線上的一點就確定了。2、以次法類推，在n1線上取多點，重復(fù)類推，可計算出n2曲線上的多點。3、將n2線上的多點連成曲線，此線即為n2時的性能曲線。六、離心泵的切割一）切割的提出：葉輪的切割在實際工作中能調(diào)節(jié)泵的工況。葉輪外徑在切割前后對比，其幾何形狀是不相似的，因此，切割前后不能通過相似定律來推算。二）切割的有關(guān)定律前提：認(rèn)為葉輪切割前后，葉道進(jìn)出口處對應(yīng)工況點速度三角形相似。相似定律隨比轉(zhuǎn)速的變化而略有變化：1）中、低比轉(zhuǎn)速泵的切割定律：2）高比轉(zhuǎn)速泵的切割定律：3）切割定律運用中的注意事項：葉輪的切割是一次性的，應(yīng)謹(jǐn)慎切割。葉輪的切割量是有限制的，通常比轉(zhuǎn)速大，允許切割的百分比小，這和大比轉(zhuǎn)速下葉輪的結(jié)構(gòu)有關(guān)。切割后的工作點不是都能滿足切割定律，只有對應(yīng)工況相似點的參數(shù)可用該定律推算。對應(yīng)相似工況的參數(shù)點應(yīng)在切割拋物線上，該拋物線的方程表達(dá)為：H=K*Q2。其中：k=H1/Q12.(H1、Q1----表示切割拋物線上任意一點)三）切割問題在工程上的實際應(yīng)用例1已知葉輪外徑在D2時的性能曲線，現(xiàn)將葉輪切到D2’，求此時泵的新性能曲線。[解]：[分析]總過程分為“選點、計算、立點、連線”四步。1、選點：在D2的性能曲線上選出有代表性的點A、B、C、。。記錄每點的工況（Q、H、N）2、按切割定律，求出剛選出每點的切割對應(yīng)點的工況A’、B’、C’、。。。。3、將計算點標(biāo)注出來。4、將標(biāo)注的點連結(jié)，得出D2’時的新性能曲線。例2已知葉輪外徑在D2時的性能曲線及工作點A（QA、HA），現(xiàn)用戶提出在新工作點B（QB、HB）下工作，采用葉輪切割法實現(xiàn)，需將葉輪切割多少？[解][分析]如A與B點是對應(yīng)點，則流量之比等于切割前后外徑之比由此簡單的就計算出應(yīng)切割的外徑量。當(dāng)A、B不是對應(yīng)點時，其流量之比與外徑之比沒有關(guān)系。1、確定切割拋物線的方程：由新工況點B（QB、HB）可得， K=HB/QB2。繪出切割拋物線。2、繪圖法確定切割拋物線與D2時的性能曲線的交點A’（QA’、HA’），此點是B點的切割對應(yīng)點。3、利用B（QB、HB）與A’（QA’、HA’）點的切割定律，求出需切割的量。

七、離心泵的組合操作問題的提出：實際工作中，有時遇到這種情況，即倉庫現(xiàn)有的離心泵不滿足輸送任務(wù)的要求，比如：要求的揚程與流量分別為H=110m，Q=80m3/h。而庫存的泵性能為：1．

H=100m，Q=50m3/h，若干臺。2．

H=60m，Q=80m3/h，若干臺。顯然，單臺泵工作時無法達(dá)到要求的流量和揚程。為彌補(bǔ)單泵工作時這種不足，引出了泵的組合操作，即泵的串，并聯(lián)。現(xiàn)以兩臺特性相同的泵為例來介紹：一）兩泵并聯(lián)的合成特性曲線及工作點（1）泵并聯(lián)設(shè)有兩臺型號相同的離心泵并聯(lián)工作，并且各自的吸入管路相同，則兩泵的流量和揚程必相同。因此，在同樣的揚程下，并聯(lián)泵的流量為單泵的兩倍。在H～Q坐標(biāo)上將曲線橫坐標(biāo)加倍而縱坐標(biāo)不變，得到的這條曲線叫做兩泵并聯(lián)的合成特性曲線。特性方程：Q總=Q1+Q2+Q3+。。。Qn

H總=H1=H2=H3=。。。。Hn2）兩泵并聯(lián)系統(tǒng)的工作點

對于兩泵并聯(lián)系統(tǒng)而言，管路特性曲線保持不變。兩泵并聯(lián)的合成特性曲線與管路特性曲線的交點M即為工作點，對應(yīng)的坐標(biāo)值Q，H即為兩泵并聯(lián)工作時的Q并，H并。由圖可知：Q并＞Q單，但Q并＜2Q單，這是因為Q并增大導(dǎo)致管路阻力損失增加（H=Ha＋kQ2，Q↑→H↑）的緣故。Q并=2Q單，兩泵并聯(lián)時單泵在b點狀態(tài)下工作。3）并聯(lián)泵的總效率與每臺泵在b點工作所對應(yīng)的單泵效率相同。二）兩泵串聯(lián)的合成特性曲線及工作點1）泵的串聯(lián)設(shè)有兩臺型號相同的離心泵串聯(lián)工作，每臺泵的流量和揚程也必然相同。因此在同樣的流量下，串聯(lián)泵的壓頭為單臺泵的兩倍。在H～Q標(biāo)繪出兩泵串聯(lián)的合成特性曲線，將單泵的特性曲線縱坐標(biāo)加倍，而橫坐標(biāo)不變。

2）兩泵串聯(lián)系統(tǒng)的工作點同理，管路特性曲線也是不變的。兩線交點為工作點，兩坐標(biāo)值為H串和H單。由此可見，H串＞H單，Q串＞Q單，但H串＜2H單。3）串聯(lián)泵的總效率與每臺泵在b點工作所對應(yīng)的單泵效率相同特性方程：Q總=Q1=Q2=Q3=。。。Qn

H總=H1+H2+H3+。。。。Hn三）組合方式的選擇

通常說，1）如果管路以提高揚程為主要目的，則原則上采用串聯(lián)操作，增加壓頭。但在串聯(lián)增壓的同時，泵的流量也有所增加。2）如屬于單泵可以輸液，只是流量達(dá)不到指定要求。以增大流量為目的，則原則上首先選擇并聯(lián)，在并聯(lián)加流量的同時，管路的揚程也同時有增加。3）泵的實際串、并聯(lián)還和管路的特性曲線有直接的關(guān)系。對阻力較大的管路，主要采用串聯(lián)方式。對阻力較小的管路，主要采用并聯(lián)方式。這在圖解法中可以證明。由圖可知：?。苈诽匦郧€①而言，Q1并=Q1串，并、串聯(lián)相同。ⅱ）對管路特性曲線②而言，Q2并＞Q2串，采用并聯(lián)。（低阻管路）ⅲ）對管路特性曲線③而言，Q3并＜Q3串，采用串聯(lián)。（高阻管路）上面介紹的是兩臺型號相同的離心泵的串、并聯(lián)操作。八、離心泵的主要零部件一、葉輪一）對葉輪的基本要求：1）足夠的強(qiáng)度和剛度2）流道形狀符合流體流動規(guī)律3）流體速度分布均勻、阻力小，表面光滑4）材料耐磨。5）嚴(yán)格對稱，良好的靜平衡和動平衡效果6）結(jié)構(gòu)簡單，制造方便二）葉輪的結(jié)構(gòu)形式三）葉輪的結(jié)構(gòu)尺寸：1）進(jìn)出口葉片安裝角采用強(qiáng)后彎式。進(jìn)口保持正沖角3---10°，出口安裝角βA2=20--30°。2）葉片數(shù)：Z=6---8。對輸送含雜質(zhì)的泵，Z=2---4。二、離心泵的過流部件1壓出室及導(dǎo)葉：壓出室及導(dǎo)葉是離心泵的轉(zhuǎn)能部件。形狀是符合液體流動規(guī)律的螺旋形。截面有圓形、矩形。從轉(zhuǎn)能的角度，矩形轉(zhuǎn)能程度最強(qiáng)，但阻力損失也最大，故實際還是采用圓形。關(guān)于導(dǎo)葉：徑向式---用于多級泵中。流道式導(dǎo)葉2、吸入室作用---將吸入管中的液體以最小的損失均勻的引入葉輪。形式---錐形、圓環(huán)形、半窩殼形。三、轉(zhuǎn)子軸向力及平衡軸向力產(chǎn)生的原因1）葉輪兩側(cè)間隙內(nèi)流體旋轉(zhuǎn)速度不同，使流體作用與葉輪兩側(cè)的壓力不同（后側(cè)的壓力大）。2）流體在葉輪中運動時，動量發(fā)生變化，而動量變化產(chǎn)生力。二、軸向力的理論計算：P0P1Fo----葉輪左側(cè)流體壓力與動量力之和。F1----葉輪右側(cè)流體壓力。總合力：方向：與流體進(jìn)入葉輪口的方向相反。多級泵的軸向力是各級葉輪的軸向力之和。一般說是從高壓端指向低壓端。三、離心泵的軸向力平衡1軸向力1）單級泵的平衡方法：采用雙吸葉輪：平衡孔法：平衡葉片法：接平衡管法：2）多級泵平衡方法葉輪對稱布置平衡鼓及卸荷盤法四）密封裝置離心泵經(jīng)常采用的密封為：填料密封、機(jī)械密封；1填料密封：結(jié)構(gòu)：常用填料：石棉+石墨金屬箔包石棉柔性石墨碳纖維（聚丙烯晴高溫碳化）2機(jī)械密封：1）基本結(jié)構(gòu)及原理2）單面密封與雙端面密封3）旋轉(zhuǎn)式和靜止式機(jī)械密封4）內(nèi)向流與外向流式機(jī)械密封典型石油化工用泵簡介：1耐腐蝕泵2離心油泵3離心雜質(zhì)泵4閉式無泄露泵5高速泵九、離心泵的常見故障及排除故障產(chǎn)生原因排除方法1泵啟動后不動、啟動后軸功率過大1填料壓的太死，軸彎曲、軸襯磨損。2多級泵平衡孔堵塞或回水管堵塞3靠背輪間隙太小、運行中兩軸相頂4電壓太低5實際液體的比重太高6電流太大1松壓蓋、矯直軸、更換軸承2清除雜物、疏通管路3調(diào)整靠背輪間隙4檢查電路、反映情況5更換電機(jī)，提高功率6關(guān)小出口閥故障產(chǎn)生原因排除方法2泵啟動后不出液體或出液不足1泵內(nèi)有空氣，灌泵沒灌好。2吸水管路及填料有漏氣3液體轉(zhuǎn)向不對4水泵轉(zhuǎn)速不足5葉輪進(jìn)口、流道被堵6底閥堵塞7泵安裝高度太高8減漏環(huán)及葉輪磨損9液面產(chǎn)生旋渦，空氣夾帶10水封管堵塞1管液、抽氣2堵塞漏氣、更換填料3對調(diào)接線4檢查電路，防電壓過低5清除泵內(nèi)堵物6清除泵內(nèi)堵物7計算吸上高度重新安裝8更換部件9加大吸液口淹沒深度。10清通故障產(chǎn)生原因排除方法3泵機(jī)組振動1地腳螺栓松動2安裝不良、聯(lián)軸器不對中、軸彎曲3泵產(chǎn)生氣蝕4軸承損壞或磨損5基礎(chǔ)松軟6泵內(nèi)有嚴(yán)重摩擦7出液關(guān)殘留空氣1擰緊、填實遞交螺栓2找正對中、矯正軸3降低吸液高度、減少液體損失4更換軸承5加固基礎(chǔ)6檢查咬住部位7在存留空氣出加裝排氣孔故障產(chǎn)生原因排除方法4軸承發(fā)熱1軸承損壞2軸承缺油3油質(zhì)不好、不干凈4軸彎曲、聯(lián)軸器不對中5滑動軸承的甩油環(huán)不起作用6葉輪平衡空堵塞、使泵軸向力不能平衡7多級泵平衡盤軸向力裝置失去作用1更換軸承2按規(guī)定油面加油3更換合格油4矯直軸、對中5放正油環(huán)位置、更換油環(huán)6清楚平衡孔雜物7檢查回液管是否堵塞、聯(lián)軸器是否相碰、平衡盤是否損壞故障產(chǎn)生原因排除方法5電機(jī)過載1轉(zhuǎn)速高于額定轉(zhuǎn)速2泵流量過大，揚程下降3電機(jī)或泵發(fā)生機(jī)械磨損1檢查電路、電機(jī)2關(guān)小閘閥3檢查電機(jī)、泵6填料處發(fā)熱、漏液1填料壓的太緊2填料環(huán)安裝位置不對3液封堵塞4填料盒與軸不同心1調(diào)整松緊度，2調(diào)整填料環(huán)的位置、使它與液封管對中3疏通液封管4檢查修改不同心的地方習(xí)題：1離心泵的葉輪出口離角通常在什么范圍？角度對泵的性能有什么影響？2離心泵的流量調(diào)節(jié)有哪些方法？各有什么特點？試比較閥門調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的能量能量變化。3離心泵的串、并聯(lián)中，單泵實際工作點與單泵獨立工作點有什么不同？4離心泵的串、并聯(lián)優(yōu)化選擇原則是什么？5什么是泵的比轉(zhuǎn)速？通常所說的比轉(zhuǎn)速是指什么工況？研究比轉(zhuǎn)速有什么目的？6什么是離心泵的氣蝕現(xiàn)象？產(chǎn)生氣蝕的根本原因是什么？消除氣蝕有那些方法？7某5級葉輪泵，在1450rpm下工作，計算的比轉(zhuǎn)速是n1,現(xiàn)將此泵進(jìn)行改裝成4級，轉(zhuǎn)速為2900rpm，如效率不變，流量不變，比轉(zhuǎn)速是否發(fā)生變化？8同一臺泵，工作中轉(zhuǎn)速由n1調(diào)到n2，其比轉(zhuǎn)速是否變化？為什么？9有一臺離心泵，在名牌上看出，n=2900rpm,H=100m,Q=0.17m3/s,如用和該泵相似但葉輪外徑是它2倍的泵，問轉(zhuǎn)速是1450rpm時，最高效率工況是什么？10現(xiàn)有一臺離心泵，測量出其葉輪外徑D2=280mm,寬度b2=40mm,出水角β2=30°，工作轉(zhuǎn)速n=1450rpm,試?yán)L制其理論特性曲線Hth—Q.11某廠在清理庫房時，發(fā)現(xiàn)一臺泵，從銘牌上可看出：Q=32l/s,H=50m,n=2900rpm,N=22.9KW,η=68。5%，試?yán)L制Q—H、Q—N、Q–η圖。12某離心泵，性能曲線見書P302圖5—8所示。外徑218mm。在工作點（60m3/h、50m）下工作，現(xiàn)要將流量調(diào)到原來的一半，揚程為45m，采用改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時，轉(zhuǎn)速應(yīng)調(diào)到多少？（畫圖）本章結(jié)束第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理第二節(jié)活塞式空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)和自動控制第三節(jié)活塞式空壓機(jī)的管理復(fù)習(xí)思考題單擊此處輸入你的副標(biāo)題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請盡量言簡意賅的闡述觀點。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應(yīng)用：

1.主機(jī)的啟動、換向；

2.輔機(jī)的啟動；

3.為氣動裝置提供氣源；

4.為氣動工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時間內(nèi)所排送的相當(dāng)?shù)谝患壩鼩鉅顟B(tài)的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor空壓機(jī)分類：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理容積式壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)分為兩大類：往復(fù)式與旋轉(zhuǎn)式兩級活塞式壓縮機(jī)單級活塞壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī)膜片式壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機(jī)最長的使用壽命-

----低轉(zhuǎn)速（1460RPM），動件少（軸承與滑片），潤滑油在機(jī)件間形成保護(hù)膜，防止磨損及泄漏，使空壓機(jī)能夠安靜有效運作；平時有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機(jī)，至今使用十萬小時以上，依然完好如初，按十萬小時相當(dāng)于每日以十小時運作計算，可長達(dá)33年之久。因此，將滑片式空壓機(jī)比喻為一部終身機(jī)器實不為過。滑(葉)片式空壓機(jī)可以365天連續(xù)運轉(zhuǎn)并保證60000小時以上安全運轉(zhuǎn)的空氣壓縮機(jī)1.進(jìn)氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動時，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。1.進(jìn)氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動時，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機(jī)是世界上最先進(jìn)、緊湊型、堅實、運行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴的氣體壓縮機(jī)。螺桿式壓縮機(jī)氣路系統(tǒng)：

A

進(jìn)氣過濾器

B

空氣進(jìn)氣閥

C

壓縮機(jī)主機(jī)

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動疏水器的水分離器油路系統(tǒng)：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統(tǒng)：

P

冷凍壓縮機(jī)

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統(tǒng)

T

空氣出口過濾器螺桿式壓縮機(jī)渦旋式壓縮機(jī)

渦旋式壓縮機(jī)是20世紀(jì)90年代末期開發(fā)并問世的高科技壓縮機(jī)，由于結(jié)構(gòu)簡單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長壽命等諸方面大大優(yōu)于其它型式的壓縮機(jī)，已經(jīng)得到壓縮機(jī)行業(yè)的關(guān)注和公認(rèn)。被譽(yù)為“環(huán)保型壓縮機(jī)”。由于渦旋式壓縮機(jī)的獨特設(shè)計，使其成為當(dāng)今世界最節(jié)能壓縮機(jī)。渦旋式壓縮機(jī)主要運動件渦卷付，只有磨合沒有磨損，因而壽命更長，被譽(yù)為免維修壓縮機(jī)。

由于渦旋式壓縮機(jī)運行平穩(wěn)、振動小、工作環(huán)境安靜，又被譽(yù)為“超靜壓縮機(jī)”。

渦旋式壓縮機(jī)零部件少，只有四個運動部件,壓縮機(jī)工作腔由相運動渦卷付形成多個相互封閉的鐮形工作腔，當(dāng)動渦卷作平動運動時，使鐮形工作腔由大變小而達(dá)到壓縮和排出壓縮空氣的目的。活塞式空氣壓縮機(jī)的外形第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過程

1—2壓縮過程

2—3排氣過程第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）

壓縮分類：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強(qiáng)對氣缸的冷卻，省功、對氣缸潤滑有益。二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）1.不存在假設(shè)條件2.與理論循環(huán)不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—殘存的氣體在活塞回行時，發(fā)生膨脹，使實際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結(jié)露）；（3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動發(fā)生相撞。第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理表征Vc的參數(shù)—相對容積C、容積系數(shù)λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv越小。保證Vc正常的措施：余隙高度見表6-1壓鉛法—保證要求的氣缸墊厚度2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理2）進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響吸氣過程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數(shù)λp表示：保證措施：合適的氣閥升程及彈簧彈力、管路圓滑暢通、濾器干凈。λp

（0.90-0.98）2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理3）吸氣預(yù)熱的影響由于壓縮過程中機(jī)件吸熱，所以在吸氣