化工原理講義(2-2)

第二章流體輸送(shūsònɡ)機(jī)械(二)上節(jié)課學(xué)習(xí)了離心泵的原理、主要部件、主要性能參數(shù)及特性曲線，對離心泵有了一定了解(liǎojiě)，就可以指導(dǎo)使用及安裝。本節(jié)課學(xué)習(xí)離心泵的安裝使用。精品資料.

一.離心泵的管路特性(tèxìng)與工作點(diǎn)

離心泵總是安裝在一定管路(ɡuǎnlù)中工作的，因此應(yīng)對管路(ɡuǎnlù)特性有一個了解，才能掌握離心泵的工作狀態(tài)。

1.管路特性

指流體流經(jīng)管路系統(tǒng)時需要的壓頭和流量之間的關(guān)系，也是管路系統(tǒng)對提供能量泵的要求。精品資料列出1－1、2－2兩截面(jiémiàn)間的柏努利方程對于特定(tèdìng)管路精品資料Q－流量(liúliàng)d-管徑λ摩擦系數(shù)u用Q表示(biǎoshì)精品資料對于給定的管路系統(tǒng)(xìtǒng)，l,d一定，閥門開度一定，即le一定，且認(rèn)為流體流動處于阻力平方區(qū)，λ變化很小將此方程關(guān)系標(biāo)繪在H-Q坐標(biāo)圖上，即得圖所示的H-Q曲線，稱為管路特性曲線或管路阻力(zǔlì)曲線。式中B為管路特性系數(shù)它與管路長度、管徑、摩擦系數(shù)及局部阻力(zǔlì)系數(shù)等有關(guān)。精品資料管路(ɡuǎnlù)特性曲線低阻力(zǔlì)HQ中阻力高阻力精品資料2.工作點(diǎn)離心泵的實(shí)際(shíjì)工作情況是由泵特性與管路特性共同決定的。21AQHHQ管路特性曲線泵的特性曲線如圖，1、2線交點(diǎn)A所代表的流量，就是液體輸送管路所需的壓頭與泵對液體所提供的壓頭正好相等時的流量，A點(diǎn)稱管路上離心泵的工作點(diǎn)，也是其在管路中真實(shí)(zhēnshí)的工作狀況。精品資料其阻力損失與流量有關(guān)(yǒuguān)，低阻力管路曲線平緩，高阻力管路曲線陡峭。

流體從泵中獲得的能量主要用于提高流體本身的位能、靜壓能和克服(kèfú)沿途所遇到的阻力損失。管路曲線是生產(chǎn)的具體要求，離心泵在工作中受管路特性的制約，離心泵所提供的壓頭、流量必須與管路所需的壓頭和流量一致，即離心泵的工作狀態(tài)由泵特性與管路特性共同決定。精品資料閥門關(guān)?。骸芁e↑→管路特性(tèxìng)曲線陡→工作點(diǎn)A2→QA2<QA;閥門開大：∑Le↓→管路(ɡuǎnlù)特性曲線平坦→工作點(diǎn)A1→QA1>QA.

這種調(diào)節(jié)方法，如閥門關(guān)小，不僅增加了管路的阻力，且使泵在低效率點(diǎn)下工作，其經(jīng)濟(jì)上很不合理，但用閥門調(diào)節(jié)流量的方法操作簡便、靈活，故一般在流量小時應(yīng)用很廣。二.離心泵流量的調(diào)節(jié)(1)改變閥門開度HQAQHbaA2A1精品資料

注：改變轉(zhuǎn)速時，不得超過泵的額定轉(zhuǎn)速，以免葉輪(yèlún)強(qiáng)度和電動機(jī)負(fù)荷超過允許值。an'HQAQHnC(2)改變(gǎibiàn)泵的轉(zhuǎn)速實(shí)質(zhì)是改變泵的特性曲線。

這種變速調(diào)節(jié)流量的方法，沒有節(jié)流引起的附加能量損失，流量從A變到C

，比較經(jīng)濟(jì)。但需要變速裝置或價格昂貴能變速的電動機(jī)（如調(diào)速電動機(jī)、變頻器等）。精品資料(3)切割葉輪(yèlún)直徑

由切割定律知，在允許范圍內(nèi)切割葉輪外徑，Q與H分別隨葉輪外徑D近似呈一、二次冪變化，從而(cóngér)使泵的流量減小。但可調(diào)節(jié)的范圍不大，且直徑減少不當(dāng)還會降低效率，故實(shí)際上很少采用這種方法。精品資料并聯(lián)后Q和H由合成特性曲線(qūxiàn)與管路特性曲線(qūxiàn)的交點(diǎn)A決定，并聯(lián)后總效率與每臺泵的效率相同。由此可見，由于管路阻力的增加，兩臺泵并聯(lián)的總輸送量Q并小于原單泵流量的兩倍，即Q并<2Q。工作點(diǎn)所需揚(yáng)程也相應(yīng)地有所增加。三.離心泵的并聯(lián)與串聯(lián)(chuànlián)操作1.

并聯(lián)操作精品資料2.串聯(lián)(chuànlián)操作

串聯(lián)后輸送流量Q與揚(yáng)程H由合成特性曲線與管路特性曲線的交點(diǎn)A決定(juédìng)，串聯(lián)后總效率與每臺泵的效率相同。由此可見，由于管路阻力的增加，兩臺泵串聯(lián)的總輸送量Q串與原單泵流量相近，但揚(yáng)程H大提高但不成倍增加，即H并<2H。精品資料3.組合方式(fāngshì)的選擇當(dāng)單泵不能滿足管路的H時，選用串聯(lián)(chuànlián)。對于低阻力輸送管路a，管路特性曲線較平坦，有Q并>Q串；對于高阻力輸送管路b，管路特性曲線較陡峭，有Q并<Q串。對于壓頭也有類似的情況結(jié)論對于低阻力輸送管路，并聯(lián)優(yōu)于串聯(lián)(chuànlián)；對于高阻力輸送管路，串聯(lián)(chuànlián)優(yōu)于并聯(lián)。精品資料四離心泵的安裝(ānzhuāng)與使用汽蝕現(xiàn)象和汽蝕余量汽蝕現(xiàn)象離心泵的吸入管路如圖P1為泵入口處壓力(yālì)Ps為大氣壓力(yālì)以貯液槽的液面為基準(zhǔn)，在貯液面s-s與泵進(jìn)口1-1截面間列柏努力方程，得精品資料當(dāng)安裝高度過高時，吸入口吸入液體所需真空度大，吸入口處壓力可能降至液體的飽和蒸汽(zhēnɡqì)以下，使液體產(chǎn)生氣化，產(chǎn)生氣泡。離心泵能把液體吸入泵內(nèi)，主要(zhǔyào)是靠真空度作用，即泵的入口為負(fù)壓。這些氣泡在流動中逐漸進(jìn)入高壓區(qū)，氣泡產(chǎn)生破裂，產(chǎn)生局部真空，造成周圍液體以極高的速度沖向這些局部真空處，造成局部液體加速，沖擊葉輪，發(fā)出噪音，產(chǎn)生振動，沖擊點(diǎn)可以產(chǎn)生幾百個大氣壓的壓力，會使葉片出現(xiàn)斑痕和裂縫，而過早損壞，這種現(xiàn)象稱為“氣蝕”精品資料為了避免出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象，安裝(ānzhuāng)高度必須小于某一值，確保葉輪內(nèi)各處壓力均高于液體飽和蒸汽壓。而測定吸入口壓力處與葉輪還有一定(yīdìng)距離，即吸入口到葉輪之間還有阻力損失，那么吸入口處壓力應(yīng)高于液體工作溫度下的飽和蒸汽壓一定(yīdìng)值，這一部分叫汽蝕余量，用公式表示為：精品資料汽蝕余量(1)必需汽蝕余量△hr是表示液體從泵入口(rùkǒu)到葉輪內(nèi)最低壓力點(diǎn)處的全部壓頭損失。(2)允許汽蝕余量△h為了保證泵的安全操作，不發(fā)生汽蝕，在必需汽蝕余量上加一定余量0.3m，作為允許汽蝕余量△h列于泵的規(guī)格表中。操作中要求△h>△hr。(3)安裝汽蝕余量要比允許汽蝕余量大一定的量,即△ha>△h飽和蒸汽壓最低壓頭損失0.3m△hr△h△ha精品資料2.離心泵的最大安裝(ānzhuāng)高度Hg我們(wǒmen)知道了氣蝕余量，查出液體的飽和蒸汽壓，就知道了吸入點(diǎn)的壓頭：精品資料3.離心泵的安裝(ānzhuāng)使用注意事項(xiàng)安裝(ānzhuāng)注意：油泵的汽蝕余量是20℃度清水測得的，輸送油時，應(yīng)當(dāng)按油的密度、蒸汽壓校正。在輸送溫度較高及沸點(diǎn)較低的液體時，要特別注意安裝高度，安裝時可采用一定措施。減小吸入管壓頭損失，可采用吸入管管徑大于排出管，泵的安裝位置盡量靠近液源，減少管件、閥門。把泵安裝在流體位以下。精品資料使用(shǐyòng)注意：首先灌泵，保證(bǎozhèng)吸入管、泵內(nèi)充滿液體。啟動時為減小負(fù)荷，應(yīng)先關(guān)閉出口閥門，泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常后再調(diào)節(jié)閥門流量。關(guān)閉時，應(yīng)先關(guān)閉出口閥門，以免液體倒流使葉輪受損。停車時間較長時，應(yīng)放出液體，以免腐蝕或冬季結(jié)凍。使用時應(yīng)注意噪音、壓力表、軸承、軸封等。精品資料離心泵的類型與選用1.離心泵的類型按輸送液體的性質(zhì)分：清水泵、耐腐蝕泵、油泵、雜質(zhì)泵等。按泵吸入液體方式分：單吸泵和雙吸。按葉輪數(shù)目分：單級泵和多級泵。(1)清水泵一般用以輸送工業(yè)用水以及物理、化學(xué)性質(zhì)類似于水的其它液體或城市給排水和農(nóng)業(yè)排灌等。B——單級單吸式（H=8～98m,Q=4.5～360m3/h）D——多級Sh—雙吸如3B33A型水泵，第一個數(shù)字“3”表示(biǎoshì)該泵的吸入口徑為76.2mm“B”表示(biǎoshì)單吸懸臂式，“33”表示(biǎoshì)揚(yáng)程；“A”表示(biǎoshì)葉輪經(jīng)切削一次。精品資料(2)耐腐蝕泵（F）輸送酸、堿、濃氨水等腐蝕性液體時，必須使用該類型泵，泵中與腐蝕性液體接觸的部件都用各種耐腐蝕材料制造。如灰口鑄鐵、鉻鎳合金鋼、高硅鑄鐵、聚四氟乙烯塑料等。(3)油泵(Y，YS—雙吸式)輸送油品的泵稱為油泵。因油品易燃易爆，要求油泵密封性要好，輸送高溫油品(200℃以上)的熱油泵還應(yīng)有良好的冷卻措施。其軸承和軸封裝置都帶有冷卻水夾套，運(yùn)轉(zhuǎn)時通冷卻水。(4)雜質(zhì)泵(P)輸送含有固體顆粒的懸浮液、稠漿的泵。其中可分為污水泵、砂泵、泥漿泵等。對其主要要求是不易堵塞(dǔsè)、耐磨、易拆卸。精品資料離心泵的選用步驟：(1)根據(jù)被輸送系統(tǒng)的性質(zhì)和操作條件，初步確定泵的類型；(2)確定輸送系統(tǒng)的流量及壓頭(yātóu