離心泵的工作特性

1、LOGO 泵泵 （離心泵的工作特性）（離心泵的工作特性） 過程流體機(jī)械過程流體機(jī)械 思考題 u流體在離心泵葉輪中有哪幾中運(yùn)動速度？這些速流體在離心泵葉輪中有哪幾中運(yùn)動速度？這些速 度之間的關(guān)系如何？速度三角形是如何得到的？度之間的關(guān)系如何？速度三角形是如何得到的？ 速度三角形的形狀和大小和那些因素有關(guān)？速度三角形的形狀和大小和那些因素有關(guān)？ u離心泵的主要性能參數(shù)有哪些？這些參數(shù)又有那離心泵的主要性能參數(shù)有哪些？這些參數(shù)又有那 些名稱，相互之間存在什么關(guān)系？些名稱，相互之間存在什么關(guān)系？ u泵內(nèi)存在哪幾中損失？這些損失的原因分別是什泵內(nèi)存在哪幾中損失？這些損失的原因分別是什 么？如何減小這些損

2、失？么？如何減小這些損失？ 菜單菜單 第三節(jié)離心泵的工作特性 u離心泵性能及調(diào)節(jié)離心泵性能及調(diào)節(jié) u離心泵啟動與運(yùn)行離心泵啟動與運(yùn)行 u相似理論在離心泵中的應(yīng)用相似理論在離心泵中的應(yīng)用 u輸送粘性液體性能曲線換算輸送粘性液體性能曲線換算 菜單菜單 1. 離心泵的性能及調(diào)節(jié) u離心泵的運(yùn)行特性離心泵的運(yùn)行特性 n泵的性能曲線 n管路特性曲線 n泵在不穩(wěn)定工況下工作 u離心泵運(yùn)行工況的調(diào)節(jié)離心泵運(yùn)行工況的調(diào)節(jié) 菜單菜單 1)離心泵的性能曲線 是選擇和使用是選擇和使用 泵的主要依據(jù)泵的主要依據(jù) ，有，有“平坦平坦” 和和“駝峰駝峰”狀狀 之分，之分，“駝峰駝峰 ”狀易產(chǎn)生不狀易產(chǎn)生不 穩(wěn)定現(xiàn)象。穩(wěn)定

3、現(xiàn)象。 H-QH-Q曲線曲線 N-QN-Q曲線曲線 效率效率-Q-Q曲線曲線 NPSHNPSHr r-Q-Q曲線曲線 菜單菜單 1)離心泵的性能曲線 是合理選擇原動機(jī)是合理選擇原動機(jī) 功率和操作起動泵功率和操作起動泵 的依據(jù)，按需流量的依據(jù)，按需流量 變化范圍中的最大變化范圍中的最大 規(guī)律再加上一定的規(guī)律再加上一定的 安全余量，選擇原安全余量，選擇原 動機(jī)功率。起動泵動機(jī)功率。起動泵 應(yīng)關(guān)閉排出管路上應(yīng)關(guān)閉排出管路上 的調(diào)節(jié)閥，可以減的調(diào)節(jié)閥，可以減 小啟動電流，保護(hù)小啟動電流，保護(hù) 電機(jī)電機(jī) H-QH-Q曲線曲線 N-QN-Q曲線曲線 效率效率-Q-Q曲線曲線 NPSHNPSHr r-Q-Q

4、曲線曲線 1)離心泵的性能曲線 是檢查泵工作經(jīng)是檢查泵工作經(jīng) 濟(jì)性的依據(jù)，盡濟(jì)性的依據(jù)，盡 可能在高效區(qū)工可能在高效區(qū)工 作。通常效率最作。通常效率最 高點(diǎn)為額定點(diǎn)，高點(diǎn)為額定點(diǎn)， 也是設(shè)計(jì)工況點(diǎn)也是設(shè)計(jì)工況點(diǎn) 。目前取最高效。目前取最高效 率以下率以下5%-8%5%-8%范范 圍內(nèi)所對應(yīng)的工圍內(nèi)所對應(yīng)的工 況為高效工作區(qū)況為高效工作區(qū) H-QH-Q曲線曲線 N-QN-Q曲線曲線 效率效率-Q-Q曲線曲線 NPSHNPSHr r-Q-Q曲線曲線 1)離心泵的性能曲線 是檢查泵工作是是檢查泵工作是 否發(fā)生氣蝕的依否發(fā)生氣蝕的依 據(jù)。通常是按最據(jù)。通常是按最 大流量下的大流量下的NPSHNPSHr

5、 r ，考慮安全余量，考慮安全余量 及吸入裝置的有及吸入裝置的有 關(guān)參數(shù)確定泵的關(guān)參數(shù)確定泵的 安裝高度安裝高度 H-QH-Q曲線曲線 N-QN-Q曲線曲線 效率效率-Q-Q曲線曲線 NPSHNPSHr r-Q-Q曲線曲線 菜單菜單 2)管路的特性曲線 菜單菜單 uH=HH=Hst st+BV +BV2 2 3) 泵在不穩(wěn)定工況下工作 菜單菜單 1.2離心泵運(yùn)行工況的調(diào)節(jié) u改變泵特性曲線的調(diào)節(jié)改變泵特性曲線的調(diào)節(jié) n轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) n切割葉輪外徑調(diào)節(jié) n泵的串聯(lián)或并聯(lián)調(diào)節(jié) u改變裝置特性曲線的調(diào)節(jié)改變裝置特性曲線的調(diào)節(jié) n閘閥調(diào)節(jié) n液位調(diào)節(jié) n旁路分流調(diào)節(jié) 菜單菜單 u改變泵特性曲線的調(diào)節(jié)改變泵

6、特性曲線的調(diào)節(jié) a.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) b.切割葉輪外徑調(diào)節(jié)切割葉輪外徑調(diào)節(jié) c.改變前置導(dǎo)葉葉片角度的調(diào)節(jié)改變前置導(dǎo)葉葉片角度的調(diào)節(jié) d.改變半開式葉輪葉片端部間隙的調(diào)節(jié)改變半開式葉輪葉片端部間隙的調(diào)節(jié) e.泵的串聯(lián)或并聯(lián)調(diào)節(jié)泵的串聯(lián)或并聯(lián)調(diào)節(jié) 改變裝置特性曲線的調(diào)節(jié) a.閘閥調(diào)節(jié)閘閥調(diào)節(jié) b.液位調(diào)節(jié)液位調(diào)節(jié) c.旁路分流調(diào)節(jié)旁路分流調(diào)節(jié) u改變管路特性曲線的調(diào)節(jié)改變管路特性曲線的調(diào)節(jié) 2 離心泵的啟動與運(yùn)行 u啟動前的準(zhǔn)備工作啟動前的準(zhǔn)備工作 n啟動前檢查 n潤滑油的名稱、型號、主要功能和加注數(shù)量是否符合技術(shù)文件 規(guī)定的要求； n軸承潤滑系統(tǒng)、密封系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)是否完好，軸承的油路、 水路

7、是否暢通； n盤動泵的轉(zhuǎn)子12轉(zhuǎn)，檢查轉(zhuǎn)子是否有摩擦或卡住現(xiàn)象； n在聯(lián)軸器附近或皮帶防護(hù)裝置處，是否有妨礙轉(zhuǎn)動的雜物； n泵、軸承座、電動機(jī)的基礎(chǔ)地腳螺栓是否松動； n泵工作系統(tǒng)的閥門或輔助裝置均應(yīng)處于泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)負(fù)荷最小的位 置，應(yīng)關(guān)閉出口調(diào)節(jié)閥； n點(diǎn)動泵，看其葉輪轉(zhuǎn)向是否與設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向一致，若不一致，必需 使葉輪完全停止轉(zhuǎn)動后，調(diào)整電動機(jī)接線后，方可再啟動。 菜單菜單 n充水 水泵在啟動以前，泵殼和吸水管內(nèi)必須先充滿水，這 是因?yàn)橛锌諝獯嬖诘那闆r下，泵吸入口的真空無法形成 和保持。 n暖泵 輸送高溫液體的泵，如電廠的鍋爐給水泵，在啟動前 必須先暖泵。這是因?yàn)榻o水泵在啟動時(shí)，高溫給水流過 泵內(nèi)，

8、使泵體溫度從常溫很快上升到100200，這會 引起泵內(nèi)外和各部件之間的溫差，若沒有足夠長的傳熱 時(shí)間和適當(dāng)控制溫升的措施，會使泵各處膨脹不均，造 成泵體各部分變形、磨損、振動等。 菜單菜單 u啟動程序啟動程序 n離心泵泵腔和吸水管內(nèi)全部充滿水并無空氣，出口閥關(guān) 閉。給水泵暖泵完畢。 n對于強(qiáng)制潤滑的泵，啟動油泵向各軸承供油。 n啟動冷卻水泵或打開冷卻水閥。 n合閘啟動，啟動后泵空轉(zhuǎn)時(shí)間不允許超過24min，使 轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值后，逐漸打開離心泵的出口閥，增加流 量，并達(dá)到要求的負(fù)荷。 菜單菜單 u運(yùn)行中的注意事項(xiàng)運(yùn)行中的注意事項(xiàng) n泵制造廠對軸承的溫度有規(guī)定滾動軸承的溫升一般不超 過40，表面溫

9、度不超過70，否則就說明滾動軸承內(nèi) 部出現(xiàn)毛病，應(yīng)停機(jī)檢查。如果繼續(xù)運(yùn)行，可能引起事 故。對于滑動軸承的溫度規(guī)定，應(yīng)參閱有關(guān)泵的技術(shù)文 件，處理方法與滾動軸承一樣。 n泵轉(zhuǎn)子的不平衡，結(jié)構(gòu)剛度或旋轉(zhuǎn)軸的同心度差，都會 引起泵產(chǎn)生振動。因此在泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，用測振器在軸承上 檢查振幅是否符合規(guī)定。 n為了保證泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，葉輪的徑向跳動和端面跳動不 能超過規(guī)定的數(shù)值，否則會影響轉(zhuǎn)子不平衡，產(chǎn)生振動。 菜單菜單 3 相似理論在泵中的應(yīng)用 u離心泵相似理論離心泵相似理論 u相似理論在離心泵中的應(yīng)用相似理論在離心泵中的應(yīng)用 u改變?nèi)~輪外徑對泵性能的影響改變?nèi)~輪外徑對泵性能的影響 菜單菜單 3.1離心泵相似理

10、論 u相似條件相似條件 n幾何相似 幾何相似是指模型泵和實(shí)物泵對應(yīng)點(diǎn)的幾何尺寸成比 例，比值相等，各對應(yīng)角相等（包括葉片數(shù)z、葉片安 裝角和阻塞系數(shù)都相等）。即 式中，DM、Dsh 模型泵與實(shí)物泵的任一線性尺寸； i1 縮放比例。 1 1 1 2 2 1 1 i D D b b D D D D sh M sh M sh M sh M shAMA11 shAMA22 shM zz shM 菜單菜單 n運(yùn)動相似 又稱流動相似，它是指模型泵和實(shí)物泵各對應(yīng)點(diǎn)的速 度方向相同，大小成比例，比值相等，對應(yīng)角相等。即 流體在各對應(yīng)點(diǎn)的速度三角形相似，即 式中， nM、nsh 模型泵與實(shí)物泵的轉(zhuǎn)速； i1 速

11、度相似常數(shù)。 c sh M sh M sh M sh M i u u c c c c 2 2 1 1 2 2 1 1 sh M shsh MM n n i nD nD 1 shAMA22 shAMA11 菜單菜單 n動力相似 動力相似是指模型泵和實(shí)物泵相對應(yīng)的各種同名力的 方向相同，大小成比例，比值相等。流體在泵中流動主 要受到以下四種力的作用：慣性力、粘性力、壓力、重 力。即 式中，I流體的慣性力； F流體的粘性力； P流體的壓力； G流體的重力。 sh M sh M sh M sh M G G P P F F I I 菜單菜單 u相似定律相似定律 n流量相似定律 已知泵的流量 兩臺泵工況相

12、似時(shí)，其流量之比值為 由式 ，由式， 代入上式得 上式為流量相似定律，它說明幾何相似的泵，在相似 的工況下運(yùn)行時(shí)，其流量與幾何尺寸的三次方、轉(zhuǎn)速的 一次方、容積效率的一次方成正比。 vrvr cbDcFQ 222222 VMMMrMM Vshshshrshsh M sh cbD cbD Q Q 2222 2222 shsh MM sh M nD nD c c shM VMM Vshsh M sh M sh n n D D Q Q 3 )( 菜單菜單 n揚(yáng)程相似定律 已知泵的揚(yáng)程 兩臺泵工況相似時(shí)，其揚(yáng)程之比值為 將式 的關(guān)系代入上式，得 上式為揚(yáng)程相似定律，它說明幾何相似的泵，在相似 工況下運(yùn)

13、行時(shí)，其揚(yáng)程與幾何尺寸的平方、轉(zhuǎn)速的平方、 水力效率的一次方成正比。 h u hT g cu HH 22 bMMuM hshshush M sh cu cu H H 22 22 shsh MM sh M nD nD c c hM hsh M sh M sh M sh n n D D H H 22 )()( 菜單菜單 n功率相似定律 已知泵的功率 兩臺泵工況相似時(shí)，其功率之比值為 將流量相似定律和揚(yáng)程相似定律代入上式得 上式為功率相似定律，它說明幾何相似的泵，在相似 的工況下運(yùn)行時(shí)，其功率與幾何尺寸的五次方、轉(zhuǎn)速的 三次方、流體密度的一次方、機(jī)械效率的一次方成正比。 hVm a gQHgQH P

14、 hshvshmshMMM hMVMmMshshsh aM ash HQ HQ P P msh mM M sh M sh M sh aM ash n n D D P P 35 )()( 菜單菜單 u比轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)速 式中各量的單位與國際上使用的式中各量的單位與國際上使用的 的單位相同，但這的單位相同，但這 是一種有量綱的比轉(zhuǎn)數(shù)，而且前面乘以是一種有量綱的比轉(zhuǎn)數(shù)，而且前面乘以3.653.65。 式中，式中，Q Q泵的流量，泵的流量，m3/sm3/s； H H泵的揚(yáng)程，泵的揚(yáng)程，m m； n n泵的轉(zhuǎn)速，泵的轉(zhuǎn)速，r/minr/min； n ns s比轉(zhuǎn)數(shù)，比轉(zhuǎn)數(shù)， 。 4 3 65. 3 H Qn

15、ns * s n 4 3 2 )( s m 菜單菜單 3.2相似理論在離心泵中的應(yīng)用 u相似方法設(shè)計(jì)泵相似方法設(shè)計(jì)泵 將實(shí)物泵設(shè)計(jì)成模型泵，便于進(jìn)行模型試驗(yàn)，或按照將實(shí)物泵設(shè)計(jì)成模型泵，便于進(jìn)行模型試驗(yàn)，或按照 選定的高效模型泵設(shè)計(jì)實(shí)物泵。設(shè)計(jì)步驟為：選定的高效模型泵設(shè)計(jì)實(shí)物泵。設(shè)計(jì)步驟為： n按給定的參數(shù)（Q、H、n）計(jì)算所設(shè)計(jì)泵的ns。 n選擇性能良好的模型泵，此模型泵與所設(shè)計(jì)泵的ns應(yīng)相等或相近。 n按設(shè)計(jì)泵和模型泵的參數(shù)Q、H、n計(jì)算所方比例i1。 n按照Dsh=DM/i1計(jì)算設(shè)計(jì)泵的各尺寸。算得的i1是不同的，一般選用 其中較大的值。 n有了設(shè)計(jì)泵的各尺寸，即可繪制設(shè)計(jì)圖，并根據(jù)模型

16、泵的性能曲線 換算成設(shè)計(jì)泵的性能曲線。 3 1 1 )(i M sh sh M sh M n n Q Q D D M sh sh M sh M n n H H D D 2 1 1 )(i 菜單菜單 u換算不同轉(zhuǎn)速下泵的性能曲線換算不同轉(zhuǎn)速下泵的性能曲線 3 2 1 2 1 2 2 1 2 1 2 1 2 1 n n P P n n H H n n Q Q a a 比例定律：比例定律： M sh M sh M sh aM ash M sh M sh M sh M sh M sh M sh n n D D P P n n D D H H n n D D Q Q 35 22 3 1 2 2 n n

17、QQ 2 1 2 2 n n HH 3 1 2 12 n n PP aa 菜單菜單 u作相似狀態(tài)曲線和通用特性曲線作相似狀態(tài)曲線和通用特性曲線 菜單菜單 3.3改變?nèi)~輪外徑對泵性能的影響 u切割定律切割定律 4 2 2 2 2 2 2 22 22 2 2 2 22 2 2 222 2 2 2 22 22 )( ;)( ;)( D D gQH HgQ P P D D c c H H D D cD cD cbD cbD cF cF Q Q a a r r r r r r 低比轉(zhuǎn)數(shù)泵 菜單菜單 3 2 2 2 2 2 2 2 22 22 )( ;)( ; D D P P D D H H D D cF

18、 cF Q Q a a r r 高比轉(zhuǎn)數(shù)泵高比轉(zhuǎn)數(shù)泵 u切割狀態(tài)曲線及切割高效工區(qū)切割狀態(tài)曲線及切割高效工區(qū) 菜單菜單 4 輸送粘性液體式離心泵性能曲線的換算 u被輸送液體的粘度對離心泵性能的影響被輸送液體的粘度對離心泵性能的影響 離心泵輸送粘液時(shí)，由于液體粘度比水大，泵離心泵輸送粘液時(shí)，由于液體粘度比水大，泵 流道內(nèi)液體流動情況改變，各處的液體流速和壓流道內(nèi)液體流動情況改變，各處的液體流速和壓 力重新分配，使泵的流量和揚(yáng)程降低，并使泵的力重新分配，使泵的流量和揚(yáng)程降低，并使泵的 效率劇烈下降，軸功率也有所變化。效率劇烈下降，軸功率也有所變化。 菜單菜單 u輸送粘性液體時(shí)離心泵的性能曲線輸送粘性液體時(shí)離心泵的性能曲線 ,K , , HKH QKQ H Q 菜單菜單 思考題 u什么是離心泵的性能曲線？說明每條曲線所表示的意義和什么是離心泵的性能曲線？說明每條曲線所表示的意義和 特點(diǎn)。特點(diǎn)。 u什么是泵的相似定律、比例定律和切割定律？什么是泵的相似定律