一講、水泵基本理論培訓(xùn)2011

1、水水 泵泵 理理 論論 知知 識(shí)識(shí)泵的定義將液體由低能量狀態(tài)輸送到高能量狀態(tài)的裝置第一章第一章 離心泵概論離心泵概論第一節(jié)：泵的分類第一節(jié)：泵的分類葉片式泵容積泵其它類型泵噴射泵、電磁泵等離心泵混流泵軸流泵旋渦泵往復(fù)泵轉(zhuǎn)子泵齒輪泵、螺桿泵等單吸泵、雙吸泵單級(jí)泵、多級(jí)泵渦殼式泵、分段式泵立式泵、臥式泵屏蔽泵、磁力泵高速泵電動(dòng)泵蒸汽泵柱塞（活塞）泵、隔膜泵計(jì)量泵1、泵2、泵的特性:指 標(biāo)葉 片 泵容 積 式 泵離心泵軸流泵漩渦泵往復(fù)泵轉(zhuǎn)子泵流量均勻性均勻不均勻比較均勻穩(wěn)定性不恒定，隨管路情況變化而變化恒定范圍(m3/h)1.6300001502450000.41006001600揚(yáng)程特點(diǎn)對(duì)應(yīng)一定流

2、量，只能達(dá)到一定的揚(yáng)程對(duì)應(yīng)一定流量可達(dá)到不同揚(yáng)程，由管路系統(tǒng)確定范圍102600m220m8150m0.2100MPa0.260MPa效率特點(diǎn)在設(shè)計(jì)點(diǎn)最高，偏離越遠(yuǎn)，效率越低揚(yáng)程高時(shí)，效率降低較小揚(yáng)程高時(shí)，效率降低較大范圍0.50.80.70.90.250.50.70.850.60.8結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，體積小，重量輕，安裝檢修方便結(jié)構(gòu)復(fù)雜，振動(dòng)大，體積大，造價(jià)高同離心泵第二節(jié)：離心泵的主要結(jié)構(gòu)第二節(jié)：離心泵的主要結(jié)構(gòu)2、多級(jí)泵裝有兩個(gè)或兩個(gè)以上葉輪的泵為多級(jí)泵。1、單級(jí)泵只裝有一個(gè)葉輪的泵為單級(jí)泵。立式多級(jí)離心泵立式多級(jí)離心泵第三節(jié)第三節(jié) 離心泵的主要工作參數(shù)離心泵的主要工作參數(shù)1、揚(yáng)

3、程 離心泵揚(yáng)程為離心泵出口截面和進(jìn)口截面的單位質(zhì)量液體的能量差；以H(m)表示。2、流量 流量為單位時(shí)間通過(guò)水泵出口截面的液體量（體積或質(zhì)量）；以Q(m3/h)表示。3、功率 單位時(shí)間內(nèi)液體獲得的能量稱為液體功率；以P(kw)表示。4、泵效率 效率表示整個(gè)泵從設(shè)計(jì)到制造的優(yōu)劣指標(biāo)，表示能量利用和轉(zhuǎn)換程度；以表示。5、轉(zhuǎn)速 單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)的次數(shù)稱為轉(zhuǎn)速；以n(r/min)表示。流體力學(xué)知識(shí)伯努力方程：伯努力方程：第二章第二章 離心泵工作原理離心泵工作原理水泵的工作原理水泵的工作原理水泵的工作原理水泵的工作原理第三章第三章 離心泵的性能離心泵的性能第一節(jié)第一節(jié) 離心泵的相似理論離心泵的相似理論

4、1、相似條件：幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似、動(dòng)力相似。ns=3.65n Q / H 3/4第二節(jié)第二節(jié) 比轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)速ns： 比轉(zhuǎn)速ns是從相似理論中引出的相似準(zhǔn)數(shù)，它說(shuō)明了相似泵的流量Q，揚(yáng)程H和轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系。第三節(jié)第三節(jié) 比例定律和切割定律比例定律和切割定律1、比例定律：2、切割定律：Q1 n1Q2 n2=P1 n1P2 n2=2=3H1 n1H2 n2Q1 D1Q2 D2=P1 D1P2 D2=2=3H1 D1H2 D23、葉輪外圓允許的最大切割量：比轉(zhuǎn)速6060120120200200300300350350允許切割量(D1-D2)/D120%15%11%9%7%0效率下降每車小10，降1每車

5、小4，降1第四節(jié)第四節(jié) 泵的串聯(lián)與并聯(lián)泵的串聯(lián)與并聯(lián)串聯(lián)時(shí)：流量不變，揚(yáng)程相加；即： HR=HA+HB+HC并聯(lián)時(shí)：揚(yáng)程不變，流量相加；即： QR=QA+QB+QC第五節(jié)第五節(jié) 泵流量調(diào)節(jié)方法泵流量調(diào)節(jié)方法1、改變裝置特性曲線法：2、改變泵特性曲線法：第四章第四章 泵的汽蝕泵的汽蝕泵產(chǎn)生汽蝕的現(xiàn)象： 1、產(chǎn)生振動(dòng)和噪音2、 過(guò)流部件的腐蝕破壞 3、性能下降HQH-Q曲線水的飽和蒸汽壓力水的飽和蒸汽壓力溫度低時(shí)飽和蒸汽壓低溫度低時(shí)飽和蒸汽壓低溫度對(duì)應(yīng)飽和蒸汽壓力溫度對(duì)應(yīng)飽和蒸汽壓力溫度對(duì)應(yīng)飽和蒸汽壓力溫度對(duì)應(yīng)飽和蒸汽壓力沸騰水沸騰水20oC0,0238 bar沸騰水沸騰水100oC1,0 bar

6、溫度高時(shí)飽和蒸汽壓高溫度高時(shí)飽和蒸汽壓高泵產(chǎn)生汽蝕的過(guò)程泵產(chǎn)生汽蝕的過(guò)程泵進(jìn)口壓力下降 Pinlet特定溫度下液體的汽化壓力Pv液體汽化,氣泡形成 高壓區(qū)氣泡破裂 汽蝕形成?。科g的產(chǎn)生泵汽蝕汽蝕后的葉輪表面。泵汽蝕余量泵汽蝕余量- -NPSHrNPSHr計(jì)算公式：計(jì)算公式：NPSHr=vo22g+wo22g式中Vo-葉片進(jìn)口前的絕對(duì)速度Wo-葉片進(jìn)口前的相對(duì)速度-葉片進(jìn)口壓降系數(shù) NPSHr近似與泵葉片進(jìn)口流速平方成正比，其為泵的固有 特性，不會(huì)隨使用條件而改變。 NPSHr表示泵的抗汽蝕性能, 值越小，泵的抗汽蝕性能越好！ 從泵性能曲線中可查出相應(yīng)流量值下NPSHr。HQH-Q曲線NPSH

7、r-Q曲線裝置汽蝕余量裝置汽蝕余量- -NPSHaNPSHa計(jì)算公式：計(jì)算公式：NPSHa=pcg-式中pc-進(jìn)口水池液面絕對(duì)壓力hc-進(jìn)水管路阻力損失pv-液體飽和蒸汽壓hg-泵安裝高度(泵進(jìn)口中心線離進(jìn)水池液面高度差)NPSHa的大小與裝置參數(shù)及液體性質(zhì)有關(guān)，與泵本身無(wú)關(guān)。NPSHa隨流量增加而減小。hc - hg-pvgHQH-Q曲線NPSHa-Q曲線pcghchgpvg汽蝕發(fā)生條件汽蝕發(fā)生條件NPSHa=NPSHr 泵汽蝕NPSHaNPSHr 泵無(wú)汽蝕HQH-Q曲線NPSHa-Q曲線NPSHr-Q曲線無(wú)汽蝕區(qū)汽蝕區(qū)汽蝕界限NPSHa與安裝高度與安裝高度hg的計(jì)算的計(jì)算(吸上裝置吸上裝置

8、大氣壓力大氣壓力pa)NPSHa=pag-hg- hc -pvghg=pag-hcpvg-NPSHr計(jì)算公式：計(jì)算公式：計(jì)算實(shí)例：計(jì)算實(shí)例：pahghg=pag-hcpvg-NPSHr假定：pa=1 bar=10 mH2Ohc= 2 mH2O pv= 0.0238 bar=0.24 mH2O (20 OC清水飽和蒸汽壓)NPSHr= 4 mH2O = 10-2-0.24-4= 3.76 m NPSHa與安裝高度與安裝高度hg的計(jì)算的計(jì)算(倒灌裝置倒灌裝置任意壓力任意壓力pc)NPSHa=pcg+hg- hc -pvg計(jì)算公式：計(jì)算公式：計(jì)算實(shí)例：計(jì)算實(shí)例：hg=假定：pc=0.5 bar=5

9、mH2Ohc= 2 mH2O pv= 0.0238 bar=0.24 mH2O (20 OC清水飽和蒸汽壓)NPSHr= 4 mH2O = 4-5+2+0.24= 1.24 m pchgpcg+hcg+-NPSHrpvhg=pcg+hcg+-NPSHrpvNPSHa與安裝高度與安裝高度hg的計(jì)算的計(jì)算(倒灌裝置倒灌裝置大氣壓力大氣壓力pa)NPSHa=pag+hg- hc -pvg計(jì)算公式：計(jì)算公式：計(jì)算實(shí)例：計(jì)算實(shí)例：pahghg=假定：pa=1 bar=10 mH2Ohc= 2 mH2O pv= 0.715 bar=7.15 mH2O (90 OC清水飽和蒸汽壓)NPSHr= 4 mH2O

10、 = 4-10+2+7.15= 3.15 m pag+hcg+-NPSHrpvhg=pag+hcg+-NPSHrpv避免汽蝕的方法避免汽蝕的方法汽蝕發(fā)生的條件：汽蝕發(fā)生的條件：NPSHa=NPSHr 泵汽蝕HQH-Q曲線NPSHa-Q曲線NPSHr-Q曲線無(wú)汽蝕區(qū)汽蝕區(qū)汽蝕界限避免汽蝕的方法：避免汽蝕的方法：選擇低選擇低NPSHr泵型泵型(1)提高裝置汽蝕余量提高裝置汽蝕余量NPSHa避免汽蝕的方法避免汽蝕的方法-降低降低NPSHrHQH-Q曲線NPSHr-Q曲線選擇低選擇低NPSHr泵型泵型:(1) NPSHr-Q曲線表明泵抗汽蝕曲線表明泵抗汽蝕 性能的好壞。性能的好壞。(2) 對(duì)特定泵型在

11、某流量值下的對(duì)特定泵型在某流量值下的 NPSHr可從性能曲線圖中查出。可從性能曲線圖中查出。(3) 對(duì)一確定泵型，減小運(yùn)行流量對(duì)一確定泵型，減小運(yùn)行流量Q 可降低可降低NPSHr.Q1NPSHr避免汽蝕的方法避免汽蝕的方法-提高提高NPSHa計(jì)算公式：計(jì)算公式：NPSHa=pcg-式中pc-進(jìn)口水池液面絕對(duì)壓力hc-進(jìn)水管路阻力損失pv-液體飽和蒸汽壓hg-泵安裝高度(泵進(jìn)口中心線離進(jìn)水池液面高度差)hg- hc -pvgHQH-Q曲線NPSHa-Q曲線pcghchgpvg如何提高如何提高NPSHa：(1). 提高進(jìn)口水池液面壓力或管路壓力。提高進(jìn)口水池液面壓力或管路壓力。(2). 降低液體飽

12、和蒸汽壓，如降低水溫度。降低液體飽和蒸汽壓，如降低水溫度。(3). 減小進(jìn)水管路阻力損失，如采用大管徑減小進(jìn)水管路阻力損失，如采用大管徑/減少閥門，彎頭減少閥門，彎頭/縮短管路長(zhǎng)度等?？s短管路長(zhǎng)度等。(4). 調(diào)整泵安裝高度：如為吸上方式，降低安裝高度調(diào)整泵安裝高度：如為吸上方式，降低安裝高度 如為倒灌方式，增加安裝高度如為倒灌方式，增加安裝高度第五章第五章 電動(dòng)機(jī)的選取電動(dòng)機(jī)的選取P1P2P3P4P1：電機(jī)輸入功率P2：電機(jī)輸出功率P3：水泵輸入功率P4：水泵輸出功率1、離心泵功率消耗量P的基本計(jì)算公式： QH367 P =式中： 泵送液體的密度 kg/L Q 流量 m3/h H 揚(yáng)程 m 泵的效率 367 換算因數(shù)（常數(shù)）2、電機(jī)功率的安全余量： 幾乎所有的系統(tǒng)中都要做到改變流量，這就意味著設(shè)計(jì)好的工作點(diǎn)就可能和實(shí)際的工作點(diǎn)不同，這樣就很容易導(dǎo)致泵功率的消耗值比原來(lái)計(jì)算的要大。 所以我們?cè)谶x型時(shí)，必須增加安全余量（根據(jù)ISO5199）：泵軸功率kw電機(jī)功率kw0.180.250.270.370.400.550.550.750.811.11.11.51.72.22.