A葉輪平衡裝置解析PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1A葉輪平衡裝置解析葉輪平衡裝置解析2船舶輔機(jī)第3章 離心泵離心泵 Centrifugal Pump一、葉輪和壓出室1. 葉輪Impeller閉式半開式開式第1頁/共26頁3船舶輔機(jī)第3章 離心泵離心泵 Centrifugal Pump雙側(cè)吸入式單側(cè)吸入式大流量泵常采用雙吸式葉輪，主要是為了限制進(jìn)口流速，提高抗汽蝕能力。第2頁/共26頁4船舶輔機(jī)第3章 離心泵離心泵 Centrifugal Pump2. 壓出室作用：以最小的水力損失匯聚從葉輪中流出的高速液體，將液體引向泵的出口或下一級(jí)，并使液體流速降低，將大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能。渦殼和導(dǎo)輪(1) 渦殼渦殼由螺線形蝸室和擴(kuò)壓管構(gòu)成。A處為

2、泵舌，O處為基圓，基圓直徑(渦殼內(nèi)徑)為1.051.08倍葉輪外徑，二者差為徑向間隙，影響效率和性能。第3頁/共26頁5船舶輔機(jī)第3章 離心泵離心泵 Centrifugal Pump2. 壓出室作用：以最小的水力損失匯聚從葉輪中流出的高速液體，將液體引向泵的出口或下一級(jí)，并使液體流速降低，將大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能。渦殼和導(dǎo)輪(1) 渦殼液體離開葉輪后動(dòng)量矩不變，cuR=常數(shù)，所以蝸室截面上cu與R成反比，壓力隨R增大而增加，所以在渦殼中以將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換成壓力能。第4頁/共26頁6船舶輔機(jī)第3章 離心泵離心泵 Centrifugal Pump2. 壓出室作用：以最小的水力損失匯聚從葉輪中流出的高

3、速液體，將液體引向泵的出口或下一級(jí)，并使液體流速降低，將大部分動(dòng)增轉(zhuǎn)換為壓力能。渦殼和導(dǎo)輪(1) 渦殼擴(kuò)壓管是漸擴(kuò)截面，將大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換成壓力能。擴(kuò)散角68。排出管徑為0.71.0倍吸入管徑，低壓泵取1，高壓泵取1。第5頁/共26頁7船舶輔機(jī)第3章 離心泵離心泵 Centrifugal Pump(2) 導(dǎo)輪多級(jí)離心泵采用導(dǎo)輪做能量轉(zhuǎn)換裝置，因?yàn)閷?dǎo)輪制造相對(duì)方便。導(dǎo)輪由圓環(huán)形蓋板及48片導(dǎo)葉和后蓋板的反導(dǎo)葉構(gòu)成。導(dǎo)葉數(shù)與葉輪葉片數(shù)互為質(zhì)數(shù)，以防共振，導(dǎo)葉外徑為葉輪外徑1.31.5倍。第6頁/共26頁8船舶輔機(jī)第3章 離心泵離心泵 Centrifugal Pump(2) 導(dǎo)輪BH是螺旋角為常數(shù)的對(duì)

4、數(shù)螺線，平順地收集液體；HC以后是擴(kuò)壓段，液體再經(jīng)環(huán)形空間進(jìn)入反導(dǎo)葉間流道。第7頁/共26頁9船舶輔機(jī)第3章 離心泵離心泵 Centrifugal Pump渦殼泵在非設(shè)計(jì)工況及車削葉輪后效率變化小，高效率工作區(qū)寬，水力性能完善，但內(nèi)表面不能加工，鑄造精度和光潔度不宜保證。渦殼泵在非設(shè)計(jì)工況會(huì)產(chǎn)生不平衡徑向力。單級(jí)泵多為渦殼泵，多級(jí)泵渦殼式和導(dǎo)輪式都有(3級(jí)以上的泵各級(jí)能量轉(zhuǎn)換裝置多為導(dǎo)輪式)。第8頁/共26頁10船舶輔機(jī)第3章 離心泵離心泵 Centrifugal Pump二、密封裝置1. 密封環(huán)(阻漏環(huán))1-泵殼 2-葉輪作用：葉輪進(jìn)口處的徑向間隙對(duì)容積效率影響最大。使用密封環(huán)可使泵殼和葉輪

5、進(jìn)口處的徑向間隙很小，磨損后容易修復(fù)。密封環(huán)多為銅合金，也有不銹鋼或酚醛樹脂等。葉輪動(dòng)環(huán)、泵殼靜環(huán)，可成對(duì)使用，或只設(shè)靜環(huán)。第9頁/共26頁11船舶輔機(jī)第3章 離心泵離心泵 Centrifugal Pump二、密封裝置1. 密封環(huán)(阻漏環(huán))1-泵殼 2-葉輪密封環(huán)有平環(huán)、曲徑環(huán)兩種。平環(huán)使用較多，可用銅套自己加工(車床)。曲徑環(huán)多用于壓頭較高的離心泵，密封效果好。密封環(huán)間隙應(yīng)符合要求，安裝時(shí)用涂紅鉛油方法檢查是否摩擦。第10頁/共26頁12船舶輔機(jī)第3章 離心泵離心泵 Centrifugal Pump2. 軸封Shaft Sealing作用：防止泵內(nèi)液體通過泵軸和泵殼間隙外漏；防止空氣漏入引起

6、噪聲和振動(dòng)。(1) 機(jī)械密封第11頁/共26頁13船舶輔機(jī)第3章 離心泵離心泵 Centrifugal Pump(2) 填料密封填料是由植物纖維、人造纖維、石棉纖維等的編制物或以有色金屬為基體，輔以浸漬材料或充填材料制成的繩狀物，常見的是方形截面的石棉盤根。一般0.5MPa時(shí)34圈，0.51MPa時(shí)45圈。填料密封應(yīng)該適當(dāng)泄漏，不超過60滴/分鐘，可通過軸封壓蓋調(diào)整壓緊度。第12頁/共26頁14船舶輔機(jī)第3章 離心泵離心泵 Centrifugal Pump(3) 帶水封環(huán)的填料密封填料密封內(nèi)腔的壓力低于大氣壓或略高于大氣壓時(shí)，采用帶水封環(huán)的填料密封。水封環(huán)由斷面呈H形的兩個(gè)半圓構(gòu)成，安裝在軸封

7、殼上水封管位置，壓力水沿泵軸向兩端滲出。作用：可以防止空氣漏入，對(duì)泵軸和填料潤(rùn)滑、冷卻。第13頁/共26頁15船舶輔機(jī)第3章 離心泵離心泵 Centrifugal Pump密封水壓力比密封腔壓力略高(高0.050.1MPa)，又不致將填料的潤(rùn)滑劑沖走。輸送清潔液體排出口液體作為水封水液體含雜質(zhì)過濾后引入水封管出口壓力pB，pC吸入壓力，平衡盤受力(平衡力)為： (pB-pC)S，方向向右，與葉輪軸向力方向相反。1231-平衡盤 2-平衡板 3-平衡套揚(yáng)程變化導(dǎo)致葉輪軸向力變化時(shí)，平衡力與之適應(yīng)：揚(yáng)程增加，軸向力平衡力，轉(zhuǎn)動(dòng)組件左移，b2減小， pB增加，逐漸使(pB-pC)S等于軸向力而達(dá)到新

8、平衡位置。轉(zhuǎn)動(dòng)組件會(huì)軸向移動(dòng)，不能使用止推軸承，而使用滑動(dòng)軸承。第20頁/共26頁22船舶輔機(jī)第3章 離心泵離心泵 Centrifugal Pump問題：1. 設(shè)平衡盤的離心泵工作壓力減小后平衡盤的(軸向、徑向)間隙(增大、減小)。2. 離心泵關(guān)小排出閥時(shí)，其軸向力(增大、減小)。3. 離心泵開大旁通閥時(shí)，其軸向力(增大、減小)。第21頁/共26頁23船舶輔機(jī)第3章 離心泵離心泵 Centrifugal Pump渦殼泵設(shè)計(jì)工況液流不會(huì)撞擊渦室，葉輪周圍壓力均勻，葉輪不產(chǎn)生液壓徑向力。但渦殼泵在非設(shè)計(jì)工況將產(chǎn)生液壓徑向力。四、徑向力u:圓周速度:相對(duì)速度c:絕對(duì)速度2c2r2u2c2小于額定流量

9、（流量大小通過c2r反映出來）小于額定流量時(shí)，渦室內(nèi)流速(c2r)降低，但絕對(duì)速度(c2)增大，方向也變化，所以液體撞擊渦室，使流速下降，部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能，在葉輪上產(chǎn)生徑向力R，與泵舌方向90。c2c2r第22頁/共26頁24船舶輔機(jī)第3章 離心泵離心泵 Centrifugal Pump渦殼泵設(shè)計(jì)工況液流不會(huì)撞擊渦室，葉輪周圍壓力均勻，葉輪不產(chǎn)生徑向力。四、徑向力u:圓周速度:相對(duì)速度c:絕對(duì)速度2c2r2u2c2大于額定流量大于額定流量時(shí)，渦室內(nèi)流速(c2r)增大，葉輪出口速度(c2 )小于渦室中流速，液體撞擊，渦室的液體付出能量，葉輪上產(chǎn)生徑向力R，與泵舌方向270。c2c2rc2r第23頁/共26頁25船舶輔機(jī)第3章 離心泵離心泵 Centrifugal Pump大于額定流量此外，渦室中壓力分布不均，葉輪各處流量不同(壓力大，流量小)，導(dǎo)致作用在葉輪上的動(dòng)反力T不同，渦室壓力小處動(dòng)反力大。動(dòng)反力是葉輪出口速度反方向的作用力，所以動(dòng)反力的合力方向?yàn)镽方向逆轉(zhuǎn)90。小于額定流量TRF