工作原理及性能參數(shù)

北京林業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院《泵與風(fēng)機(jī)》

PumpsandFans主講人：張立秋（環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院）zhangliqiu@163.com

2014年09月第二章

工作原理及性能參數(shù)主要內(nèi)容：

離心泵與風(fēng)機(jī)工作原理離心泵與風(fēng)機(jī)基本構(gòu)造離心泵與風(fēng)機(jī)主要零部件離心泵與風(fēng)機(jī)的主要性能參數(shù)本章重點(diǎn)掌握主要性能參數(shù)，無難點(diǎn)。

前已提到：葉片式水泵與風(fēng)機(jī)是依靠裝有葉片的葉輪的高速旋轉(zhuǎn)來完成對(duì)流體的壓送。按出流方向徑向流——離心泵與風(fēng)機(jī)軸向流——軸流泵與風(fēng)機(jī)斜向流——混流泵與風(fēng)機(jī)1工作原理例1例21工作原理——就是利用水泵（風(fēng)機(jī)）葉輪高速旋轉(zhuǎn)的離心力甩水（氣），使得水（氣）的能量增加，通過水泵（風(fēng)機(jī)）出口流出水泵（風(fēng)機(jī)），再通過壓水管輸往目的地。2基本構(gòu)造-離心泵離心泵基本構(gòu)造1泵殼2泵軸3葉輪4吸水管5壓水管6底閥7閘閥8灌水漏斗9泵座2基本構(gòu)造-離心風(fēng)機(jī)1234567離心風(fēng)機(jī)基本構(gòu)造1進(jìn)氣室2進(jìn)氣口3葉輪4蝸殼5主軸6出氣口7擴(kuò)散器離心泵工作過程灌水，充滿泵殼和吸水管路驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使葉輪旋轉(zhuǎn)，甩水葉輪中形成真空，繼續(xù)吸水，連續(xù)工作3主要零部件-離心泵單吸單級(jí)臥式離心泵葉輪；2—泵軸；3—鍵；4—泵殼；5—泵座；6—灌水孔；7—放水孔；8—接真空表孔；9—接壓力表孔；10—泄水孔；11—填料盒；12—減漏環(huán)；13—軸承座；14—壓蓋調(diào)節(jié)螺栓；15—傳動(dòng)輪主要零部件-離心泵根據(jù)工作時(shí)所處的狀態(tài)固定部件：泵殼、泵座轉(zhuǎn)動(dòng)部件：葉輪、泵軸、鍵交接部件：軸封裝置、減漏裝置等轉(zhuǎn)動(dòng)部件-葉輪

葉輪是水泵的主要零件。一般是由前后兩個(gè)圓形蓋板組成，蓋板之間有若干彎曲葉片將兩塊蓋板連接在一起，相鄰兩片葉片和前后蓋板圍住的空間槽道稱為過水流道。單吸式葉輪雙吸式葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)部件-葉輪封閉式敞開式半開式轉(zhuǎn)動(dòng)部件-泵軸

泵軸是用來旋轉(zhuǎn)水泵葉輪的泵軸要有足夠的抗扭強(qiáng)度和足夠的剛度工作轉(zhuǎn)速不能接近產(chǎn)生共振現(xiàn)象的臨界轉(zhuǎn)速泵軸常用的材料是碳鋼和不銹鋼轉(zhuǎn)動(dòng)部件-鍵

連接葉輪和泵軸通常采用平鍵，只能傳遞扭矩而不能固定控制葉輪的軸向位置，在大、中型水泵中葉輪的軸向位置通常采用軸套和并緊軸套的螺母來定位的固定部件-泵殼與泵座

通常鑄成蝸殼型泵殼上設(shè)充水孔、放空孔等

泵座起支撐和固定泵殼作用通常和泵殼鑄成一體交接部件-軸封裝置

填料密封：軸封套、填料、水封管、水封環(huán)、壓蓋機(jī)械密封：非平衡型和平衡型壓蓋填料型填料盒1軸封套；2填料；3水封管；4水封環(huán)；5壓蓋水封環(huán)1環(huán)圈空間；2水孔交接部件-減漏裝置

葉輪吸入口的外圓與泵殼內(nèi)壁存在縫隙兩種減漏方式：減小縫隙、增加阻力設(shè)置金屬口環(huán)——減漏環(huán)單環(huán)型雙環(huán)型迷宮型交接部件-聯(lián)軸器

連接水泵泵軸和電機(jī)軸的連接部件分剛性和撓性兩種撓性聯(lián)軸器主要零部件-離心風(fēng)機(jī)離心式風(fēng)機(jī)主要零件4主要性能參數(shù)——流量——揚(yáng)程——軸功率——效率——轉(zhuǎn)速——允許吸上真空高度及氣蝕余量——流量

單位時(shí)間內(nèi)泵或風(fēng)機(jī)所輸送的流體量稱為流量。一般用大寫字母Q表示，常用體積流量表示，單位為m3/s，或m3/h，或L/s等。

對(duì)于水泵來說，有時(shí)也用質(zhì)量單位表示，t/h或t/d。流量是表示泵或風(fēng)機(jī)工作能力大小的參數(shù)——水泵揚(yáng)程或風(fēng)機(jī)全壓

水泵揚(yáng)程定義：水泵所輸送的單位質(zhì)量的流體從進(jìn)口至出口的能量增值，即單位質(zhì)量的流體通過水泵所獲得的能量，一般用H表示，單位為Pa，kPa等，工程上常用mH2O表示，有時(shí)也用工程大氣壓表示。（H=E2-E1）

風(fēng)機(jī)的全壓（壓頭）是指單位體積氣體通過風(fēng)機(jī)所獲得的能量增量，一般用p表示，單位為Pa，kPa。——軸功率

電機(jī)傳遞給水泵（或風(fēng)機(jī)）泵軸的功率稱為軸功率，用大寫字母N表示，主要單位為W或kW。過去工程中常用馬力表示，1馬力=735.5W。

有效功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流過水泵（或風(fēng)機(jī)）的流體從水泵（或風(fēng)機(jī)）那里得到的能量，用Ne表示。

水泵：Ne=γQH/1000(kW)

風(fēng)機(jī)：Ne=Qp/1000(kW)式中：

γ，N/m3；Q，m3/s；H，m；p，N/m2——效率

水泵（或風(fēng)機(jī)）的有效功率與軸功率的比值為效率，一般用η表示。

水泵：N=Ne/η=γQH/(1000η)

風(fēng)機(jī)：N=Ne/η=Qp/(1000η)效率反映了泵或風(fēng)機(jī)性能的好壞——轉(zhuǎn)速

水泵（或風(fēng)機(jī)）葉輪旋轉(zhuǎn)的速度稱為轉(zhuǎn)速，一般用n表示，單位為r/min或次/min。

每種水泵（或風(fēng)機(jī)）都是按照一定轉(zhuǎn)速進(jìn)行設(shè)計(jì)的，若水泵（或風(fēng)機(jī)）的實(shí)際轉(zhuǎn)速不等于設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速時(shí)，則水泵（或風(fēng)機(jī)）的其他參數(shù)也隨之按一定規(guī)律改變?！试S吸上真空高度和氣蝕余量（水泵）

允許吸上真空高度和氣蝕余量是兩個(gè)從不同角度反映水泵吸水性能好壞的參數(shù)。

允許吸上真空高度(Hs)：指水泵在標(biāo)準(zhǔn)狀況（1個(gè)大氣壓，水溫20度）運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，水泵所允許的最大吸上真空高度，單位為mH2O，一般用其表示離心泵的吸水性能。

氣蝕余量(Hsv)：指水泵進(jìn)口處，單位質(zhì)量水所具有的超過飽和蒸汽壓力的那部分剩余壓力，單位為mH2O，一般用其反映軸流泵、鍋爐給水泵等的吸水性能。水泵的銘牌單級(jí)雙吸中開離心清水泵型號(hào)：100S90A轉(zhuǎn)速：2950r/min

揚(yáng)程：75m效率：64%

流量：72m3/h軸功率：21.6kW

汽蝕余量：2.5m配帶功率：30kW

重量：120kg