離心泵之一PPT課件

1、 輸送液體的機(jī)械通稱為泵，輸送氣體的機(jī)械通稱為風(fēng)機(jī)或壓縮機(jī)。特殊地：負(fù)壓下氣體輸送機(jī)械真空泵。概述：（1）流體輸送機(jī)械：為流體提供能量的機(jī)械設(shè)備。B、提高流體的壓強(qiáng)（加壓。例：壓縮機(jī)）或造成真空度以滿足工藝要求。（2）流體輸送的目的：A、將工藝流體以一定的流量從一處送到另一處（向流體作功以提高機(jī)械能）；（3）流體輸送機(jī)械分類：按工作原理分類。A、動(dòng)力式 B、容積式 C、流體作用式第1頁(yè)/共23頁(yè)2.1 離心泵2.1.1 離心泵的工作原理和主要部件第2頁(yè)/共23頁(yè) 在泵啟動(dòng)前，泵殼內(nèi)灌滿被輸送的液體；啟動(dòng)后，葉輪由泵軸帶動(dòng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，在離心力的作用下，液體從葉輪中心被拋向外緣并獲得能量，以高速離開(kāi)

2、葉輪外緣進(jìn)入蝸形泵殼。在蝸殼中，液體由于流道的逐漸擴(kuò)大而減速，又將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，最后以較高的壓力流入排出管道。液體由葉輪中心流向外緣時(shí)，在葉輪中心形成一定的真空，由于貯槽液面上方的壓力大于泵入口處的壓力，液體便被連續(xù)壓入葉輪中心。1、離心泵的工作原理 可見(jiàn)：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能量以提高靜壓強(qiáng)。第3頁(yè)/共23頁(yè) 解決措施： 為了使泵內(nèi)充滿液體，通常在吸入管底部安裝一帶濾網(wǎng)的底閥，該底閥為止逆閥，也稱單向底閥。目的：保證泵停止工作時(shí)，吸入管路中的液體不倒流。濾網(wǎng)的作用是防止固體雜質(zhì)進(jìn)入泵內(nèi)損壞葉輪或防礙泵的正常操作。離心泵的“氣縛”現(xiàn)

3、象 離心泵在啟動(dòng)時(shí)，若泵殼內(nèi)和吸入管內(nèi)未充滿液體或離心泵在動(dòng)轉(zhuǎn)過(guò)程中發(fā)生漏氣，均會(huì)使泵內(nèi)積存空氣。因空氣的密度比液體的密度小得多而產(chǎn)生較小的離心力。從而，貯槽液面上方與泵吸入口處之壓力差不足以將貯槽內(nèi)液體壓入泵內(nèi)，即離心泵無(wú)自吸能力，使離心泵不能正常輸送液體，此種現(xiàn)象稱為“氣縛現(xiàn)象”。啟動(dòng)前進(jìn)行灌液排氣，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)防止空氣漏入。第4頁(yè)/共23頁(yè)2、離心泵的主要部件：葉輪、泵殼和軸封裝置。（1）葉輪： 作用：將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能直接傳給液體，以增加液體的靜壓能和動(dòng)能(主要增加靜壓能)。按結(jié)構(gòu)分類：開(kāi)式、半閉式和閉式 按吸液方式分：?jiǎn)挝胶碗p吸式第5頁(yè)/共23頁(yè)（2） 泵殼 泵殼是將葉輪封閉在一定的空間，

4、以便由葉輪的作用吸入和壓出液體。 泵殼作用： 既是一個(gè)液體匯集裝置，同時(shí)又是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換裝置。思考：泵殼為什么多做成蝸殼形？ 由于流道截面積逐漸擴(kuò)大，故從葉輪四周甩出的高速液體逐漸降低流速，使部分動(dòng)能有效地轉(zhuǎn)換為靜壓能。第6頁(yè)/共23頁(yè)導(dǎo)輪： 在葉輪與泵殼之間有時(shí)還裝有一個(gè)固定不動(dòng)而帶有葉片的導(dǎo)輪。 作用：使高速液體流過(guò)時(shí)，能均勻而平緩地降低流速，調(diào)整流向，減少能量損失。思考：導(dǎo)輪葉片方向與葉輪葉片方向相反，為什么？第7頁(yè)/共23頁(yè)常用密封方式：（3）軸封裝置：作用: 在固定不動(dòng)的泵殼與轉(zhuǎn)動(dòng)的泵軸之間進(jìn)行的密封,防止泵殼內(nèi)液體沿軸漏出或外界空氣漏入泵殼內(nèi)。A、填料函密封：填料一般用浸油或涂有石

5、墨的石棉繩。B、機(jī)械密封：機(jī)械密封主要是由一個(gè)裝在轉(zhuǎn)軸上的動(dòng)環(huán)和另一固定在泵殼上的靜環(huán)所構(gòu)成，兩環(huán)的端面借彈簧力互相貼緊而作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到密封的目的。第8頁(yè)/共23頁(yè)2.1.2 離心泵基本方程式 離心泵基本方程從理論上表達(dá)了泵的壓頭與其結(jié)構(gòu)、尺寸、轉(zhuǎn)速及流量等因素之間的關(guān)系，是計(jì)算離心泵理論壓頭的基本公式。 離心泵的理論壓頭HT：具有無(wú)限多葉片的離心泵對(duì)單位重量的理想液體所提供的能量。注：實(shí)際壓頭小于理論壓頭。2 22cosTTu cHA BQg第9頁(yè)/共23頁(yè)2.1.3 離心泵的主要性能參數(shù)與特性曲線 離心泵的主要性能參數(shù)有：轉(zhuǎn)速n、流量Q、壓頭H、軸功率Ne、效率和氣蝕余量。 (2)壓頭H

6、：離心泵的壓頭又稱揚(yáng)程，指離心泵對(duì)單位重量（1N）液體所能提供的有效能量。單位：m。1、離心泵的主要性能參數(shù) （1）流量Q：離心泵在單位時(shí)間內(nèi)排送到管路系統(tǒng)的液體體積。單位：m3/s或m3/h。 注意：Q與泵的結(jié)構(gòu)、尺寸（主要為葉輪直徑和寬度）及轉(zhuǎn)速有關(guān)。操作時(shí)，Q還與管路特性有關(guān)。第10頁(yè)/共23頁(yè) 注： 與泵的結(jié)構(gòu)（如葉片的彎曲情況、葉輪直徑等）、轉(zhuǎn)速及流量有關(guān)。實(shí)際壓頭一般用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定。 泵的軸功率N是指泵軸運(yùn)轉(zhuǎn)所需功率，即電機(jī)傳給泵軸的功率。單位：W或kW。（3）軸功率N、有效功率Ne和效率：有效功率Ne液體從泵獲得的實(shí)際功率。效率反映泵對(duì)外加能量的利用程度。 注：值與泵的類型、大小

7、、結(jié)構(gòu)、制造精度、液體的流量和輸送液體的性質(zhì)有關(guān)。 ewHg第11頁(yè)/共23頁(yè)vhmvhm eseNwWQgHHQ geNHQ gNNA、容積損失：容積效率C、水力損失：水力效率B、機(jī)械損失：機(jī)械效率且有：相互關(guān)系：說(shuō)明：能量損失的三種主要形式：第12頁(yè)/共23頁(yè)2、離心泵的特性曲線（1）HQ曲線（2）NQ曲線（3）Q曲線 注：特性曲線是對(duì)特定的離心泵在固定轉(zhuǎn)速下于常壓下用20的清水實(shí)驗(yàn)得到的。 離心泵的銘牌上標(biāo)出的性能參數(shù)是指泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)效率最高點(diǎn)的參數(shù)。第13頁(yè)/共23頁(yè)3、離心泵主要性能參數(shù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法：（1）實(shí)驗(yàn)裝置：如右圖示。在泵吸入口裝一真空表，排出口裝一壓力表。（2）實(shí)驗(yàn)步驟：

8、出口閥關(guān)閉，啟動(dòng)泵，測(cè)Q=0時(shí)的H封閉壓頭。開(kāi)啟出口閥，維持某一流量Q，測(cè)定其相應(yīng)的壓頭H（需計(jì)算），同時(shí)可測(cè)得輸入泵的軸功率N。 改變流量Q，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，即可得到一定n下的一系列Q、H、N及值。首先:灌液排氣第14頁(yè)/共23頁(yè)(3)計(jì)算方法 可由實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定的有：流量（流量計(jì)測(cè)定）；軸功率（功率表測(cè)定）；泵的轉(zhuǎn)速n同電機(jī)轉(zhuǎn)速（同步運(yùn)轉(zhuǎn)）。需計(jì)算的有：H、Ne和 。 以真空表和壓力表兩測(cè)點(diǎn)為11、22截面，對(duì)單位重量流體列柏努利方程： 22212121,1 2()2fppuuHzzHgg若：u2/2g=0 ，Hf,1-2=0 則：2121()ppHzzgeNHQ geNN211212第15頁(yè)/共

9、23頁(yè) 例22：用附圖所示的裝置測(cè)定離心泵的性能。泵的吸入管內(nèi)徑為100mm，排出管內(nèi)徑為80mm，兩測(cè)壓口間垂直距離為0.5m。泵的轉(zhuǎn)速為2900r/min，以20的清水為介質(zhì)測(cè)得以下數(shù)據(jù)：流量：15 L/s泵出口處表壓：2.55105 Pa泵入口處真空度：2.67104 Pa 功率表測(cè)得電動(dòng)機(jī)所消耗的功率：6.2 kW 泵由電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的效率為93%。試求該泵在輸送條件下的壓頭，軸功率和效率。11212第16頁(yè)/共23頁(yè)解：（1）泵的壓頭H： 以真空表和壓力表所在處的截面分別為1-1、2-2截面，在兩截面間對(duì)單位重量流體列柏努利方程： 22212121,1 2()2fppuuHz

10、zHgg已知：z2-z1=0.5m d1=0.1m d2=0.08m Hf,1-20 p1= -2.67104Pa（表壓） p2=2.55105Pa(表壓） 3122115 101.91/ ;0.785 0.14Qum sd代入：54222.55 102.67 102.981.910.529.51000 9.812 9.81Hm3222215 102.98/0.785 0.084Qum sd第17頁(yè)/共23頁(yè)（2）泵的軸功率Ne已知： 電=93% ，一般 傳=100%泵的軸功率為 N=6.20.93=5.77kW(3)泵的效率:4.34100%75.2%5.77eNN315 101000 29

11、.5 9.814.34eseNwWQHgkW效率:有效功率:第18頁(yè)/共23頁(yè)4、離心泵性能的改變和換算 (1)密度：離心泵的體積流量Q、壓頭H及效率均與液體密度無(wú)關(guān)，而功率則隨密度增大而增加。eNHQ g1、液體物性的影響 (2)黏度 ：當(dāng)輸送液體的粘度大于實(shí)驗(yàn)條件下清水的粘度時(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。當(dāng) 20cSt時(shí)，離心泵的性能需按下式進(jìn)行換算。QQC QHHC HC;HQQHCCC見(jiàn)圖214、215.換算過(guò)程第19頁(yè)/共23頁(yè)查圖過(guò)程如下：QH（CH、CQ、C）例2-3附圖：先在圖上查取一定Q（1.0QS，2.84m3/min）下的H（30.5m）、（0.82），2.8430.52201.0QsCH=0.94H=0.9430.5=28.67mCQ=0.96Q=0.962.84=2.73m3/minC=0.64=0.640.82=0.52其他流量下依次進(jìn)行，重新繪圖。第20頁(yè)/共23頁(yè)2、離心泵轉(zhuǎn)速的影響QnQ