离心泵
一、离心泵的工作原理
图2-1所示为一个安装在管路上的离心泵。主要部件有叶轮1与泵壳2等。具有若干弯曲叶片的叶轮安装在泵壳内,并紧固于泵轴3上。泵壳中央的吸水口4与吸水管路5相连接,侧旁的排出口8与排出管路9相连接。
离心泵一般用电动机带动,在启动前需向壳内灌满被输送的液体。启动电动机后,泵轴带动叶轮一起旋转,充满叶片之间的液体也随着转动,在离心力的作用下,液体从叶轮中心被抛向外缘的过程中便获得了能量,使叶轮外缘的液体静压强提高,同时也增大了流速,一般可达15~25m/s,即液体的动能也有所增加。液体离开叶轮进入泵壳后,由于泵壳中流道逐渐加宽,液体的流速逐渐降低,又将一部分动能转变为静压能,使泵出口处液体的压强进一步提高,于是液体以较高的压强,从泵的排出口进入排出管路,输送至所需的场所。
当泵内液体从叶轮中心被抛向外缘时,在中心处形成了低压区,由于贮槽液面上方的压强大于泵吸入口处的压强,在压强差的作用下,液体便经吸入管路连续地被吸入泵内,以补充被排出液体的位置。只要叶轮不断地转动,液体便不断地被吸入和排出。由此可见,离心泵之所以能输送液体,主要是依靠高速旋转的叶轮。液体在离心力的作用下获得了能量以提高压强。
离心泵启动时,如果泵壳与吸入管路内没有充满液体,则泵壳内存有空气,由于空气的密度远小于液体的密度,产生的离心力小,因而叶轮中心处所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内,此时虽启动离心泵也不能输送液体,此种现象称为气缚,表示离心泵无自吸能力,所以启动前必须向壳体内灌满液体。若离心泵的吸入口位于吸液贮槽液面的上方,在吸入管路的进口处应装一单向底阀6和滤网7。底阀是防止启动前所灌入的液体从泵内漏失,滤网可以阻拦液体中的固体物质被吸入而堵塞管道和泵壳。靠近泵出口处的排出管路上装有调节阀10,以供开车、停车及调节流量时使用。
图2-1 离心泵装置简图
1-叶轮;2-泵壳;3-泵轴;4-吸入口;5-吸入管;6-底阀;7-滤网;8-排出口;9-排出管;10-调节阀
二、离心泵的主要部件
离心泵最主要的部件为叶轮、泵壳与轴封装置,下面分别简述其结构和作用。
(1)叶轮 叶轮的作用是将原动机的机械能传给液体,使液体的静压能和动能均有所提高。
离心泵的叶轮如图2-2所示,叶轮内有6~12片弯曲的叶片1。图中(a)所示的叶片两侧有前盖板2及后盖板3的叶轮,称为闭式叶轮。液体从叶轮中央的入口进入后,经两盖板与叶片之间的流道流向叶轮外缘,在这过程中液体从旋转叶轮获得了能量,并由于叶片间流道的逐渐扩大,故也有一部分动能转变为静压能。有些吸入口侧无前盖的叶轮,称为半闭式叶轮,如图中(b)所示。没有前、后盖板的叶轮,称为开式叶轮,如图中(c)所示,半闭式与开式叶轮可用于输送浆料或含有固体悬浮物的液体,因取消盖板后叶轮流道不容易堵塞,但也由于没有盖板,液体在叶片间运动时容易产生倒流,故效率也较低。
图2-2 离心泵的叶轮
(a)闭式;(b)半闭式;(c)开式
闭式或半闭式叶轮在工作时,有一部分离开叶轮的高压液体漏入叶轮与泵壳之间的两侧空腔中去,而叶轮前侧液体吸入口处为低压,故液体作用于叶轮前、后两侧的压力不等,便产生了指向叶轮吸入口方向的轴向推力,使叶轮向吸入口侧窜动,引起叶轮与泵壳接触处磨损,严重时造成泵的振动。为此,可在叶轮后盖板上钻一些小孔(见图2-3(a)中的1)。这些小孔称为平衡孔,它的作用是使后盖板与泵壳之间的空腔中一部分高压液体漏到低压区,以减少叶轮两侧的压力差,从而起到平衡一部分轴向推力的作用,但同时也会降低泵的效率。平衡孔是离心泵中最简单的一种平衡轴向推力的方法。
按吸液方式的不同,叶轮还有单吸和双吸两种。单吸式叶轮的结构简单,如图2-3(a)所示,液体只能从叶轮一侧被吸入。双吸式叶轮如图2-3(b)所示,液体可同时从叶轮两侧吸入。显然,双吸式叶轮具有较大的吸液能力,而且基本上可以消除轴向推力。
图2-3 吸液方式(a)单吸式;(b)双吸式
(2)泵壳离心泵的泵壳又称蜗壳,因壳内有一个截面逐渐扩大的蜗牛壳形通道,如图2-4的1所示。叶轮在壳内顺着蜗形通道逐渐扩大的方向旋转,愈接近液体出口,通道截面积愈大。因此,液体从叶轮外缘以高速度被抛出后,沿泵壳的蜗牛形通道向排出口流动,流速便逐渐降低,减少了能量损失,且使部分动能有效地转变为静压能。所以泵壳不仅作为一个汇集由叶轮抛出液体的部件,而且本身又是一个转能装置。
为了减少液体直接进入蜗壳时的碰撞,在叶轮与泵壳之间有时还装有一个固定不动而带有叶片的圆盘。这个圆盘称为导轮,如图2-4中的3所示。导轮具有很多逐渐转向的流道,使高速液体流过时能均匀而缓和地将动能转变为静压能,从而减少能量损失。
图2-4 泵壳与导轮1-泵壳;2-叶轮;3-导轮
(3)轴封装置泵轴与泵壳之间的密封称为轴封。轴封的作用是防止高压液体从泵壳内沿轴的四周漏出,或者防止外界空气以相反方向漏入泵壳内。常用的轴封装置有填料密封和机械密封两种。
普通离心泵所采用的轴封装置是填料函,俗称盘根箱,如图2-5所示。图中1是和泵壳连在一起的填料函壳;2是软填料,一般为浸油或涂石墨的石棉绳;4是填料压盖,可用螺钉拧紧,使填料压紧在填料函壳与转轴之间,以达到密封的目的;5是内衬套,用来防止填料挤入泵内。由于泵壳与转轴接触处可能是泵内的低压区,为了更好地防止空气从填料函不严密处漏入泵内,故在填料函内装有液封圈3。如图2-6所示,液封圈是一个金属环,环上开了一些径向的小孔,通过填料函壳上的小管可以和泵的排出口相通,使泵内高压液体顺小管流入液封圈内,以防止空气漏入泵内,所流入的液体还起到润滑、冷却填料和轴的作用。
图2-5 填料函
1-填料函壳;2-软填料;3-液封圈;4-填料压盖;5-内衬套
图2-6 液封圈
对于输送酸、碱以及易燃、易爆、有毒的液体,密封的要求就比较高,既不允许漏入空气,又力求不让液体渗出。近年来已广泛采用称为机械密封的轴封装置。它由一个装在转轴上的动环和另一个固定在泵壳上的静环所组成,两环的端面借弹簧力互相贴紧而作相对运动,起到了密封的作用,故又称为端面密封。图2-7是国产AX型机械密封装置的结构,该装置的左侧连接泵壳。螺钉1把传动座2固定于转轴上。传动座内装有弹簧3、推环4、动环密封圈5与动环6,所有这些部件都随轴一起转动。静环7和静环密封圈8装在密封端盖上,并由防转销9加以固定,所有这些部件都是静止不动的。这样,当轴转动时,动环6转动而静环7不动,两环间借弹簧的弹力作用而贴紧。由于两环端面的加工非常光滑,故液体在两环端面的泄漏量极少。此外,动环6和泵轴之间的间隙有动环密封圈5堵住,静环7和密封端盖之间的间隙有静环密封圈8堵住,这两处间隙并无相对运动,故很不易发生泄漏。动环一般用硬材料,如高硅铸铁或由堆焊硬质合金制成。静环用非金属材料,一般由浸渍石墨、酚醛塑料等制成。这样,在动环与静环的相互摩擦中,静环较易磨损,但从机械密封装置的结构看来,静环易于更换。动环与静环的密封圈常用合成橡胶或塑料制成。
图2-7 机械密封装置
1-螺钉;2-传动座;3-弹簧;4-推环;5-动环密封圈;6-动环;7-静环;8-静环密封圈;9-防转销
机械密封装置安装时,要求动环与静环严格地与轴中心线垂直,摩擦面很好地研合,并通过调整弹簧压力,使端面密封机构能在正常工作时,于两摩擦面间形成一薄层液膜,以造成较好地密封和润滑作用。
机械密封与填料密封相比较,有以下优点:密封性能好,使用寿命长,轴不易摩损,功率消耗小。其缺点是零件加工精度高,机械加工较复杂,对安装的技术条件要求比较严格,装卸和更换零件较麻烦,价格也比填料函的高得多。
三、离心泵的主要性能参数与特性曲线
1.离心泵的主要性能参数
为了正确选择和使用离心泵,需要了解泵的性能。离心泵的主要性能参数有排量、工作压力(压头)效率和输入功率,这些参数标注在泵的铭牌上,现将各项意义分述于下。
(1)排量 离心泵的排量,是指泵的送液数量能力,是指离心泵在单位时间内所排送的液体体积,以qv表示,单位常为1/s或m3/h。离心泵的排量取决于泵的结构、尺寸(主要为叶轮的直径与叶片的宽度)和转速。
(2)工作压力 离心泵的工作压力又可用压头或泵的扬程表示,是指泵对单位重量的液体所能提供的有效能量,工作压力用kPa或MPa表示,压头用水柱高m表示。离心泵的工作压力取决于泵的结构(如叶轮的直径、叶片的变曲情况等)、转速和流量。对于一定的泵,在指定的转速下,工作压力与排量之间具有一定的关系。
泵工作时压力可用实验方法测定,如图2-8所示。在泵的进出口处分别安装真空表和压力表,真空表与压力表之间列柏努利方程式,即
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或
式中 pM——压力表读出的压力(表压)(N/m2);
pv——真空表读出的真空度(N/m2);
v1、v2——吸入管、压出管中液体的流速(m/s);
∑hf——两截面的压头损失(m)。
图2-8 泵压测定安装图
1-流量计;2-压强表;3-真空计;4-离心泵;5-贮槽
由于两截面之间管路很短,其压头损失∑hf可忽略不计。若以hM及hv分别表示压力表和真空表上的读数,以液柱高m作计算,则(2-1)可改写为
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(3)效率 在输送液体过程中,外界能量通过叶轮传给液体时,不可避免地会有能量损失,故泵轴转动所做的功不能全部都为液体所获得,通常用效率η来反映能量损失。这些能量损失包括容积损失、水力损失及机械损失,现将其产生原因分述如下:
容积损失容积损失是由于泵的泄漏造成的。离心泵在运转过程中,有一部分获得能量的高压液体,通过叶轮与泵壳之间的缝隙漏回吸入口,或从填料函处漏至泵壳外,因此,从泵排出的实际流量要比理论排出量为低,其比值称为容积效率η1。
水力损失水力损失是当流体流过叶轮、泵壳时,由于流速大小和方向要改变等原因,流体在泵体内产生冲击而损失能量,所以泵的实际压力要比泵理论上所能提供的压力为低,其比值称为水力效率η2。
机械损失机械损失是泵在运转时,泵轴与轴承之间、泵轴与填料函之间、叶轮盖板外表面与液体之间均产生摩擦,从而引起的能量损失。可用机械效率η3表示。
泵的总效率η(又称效率)等于上述三种效率的乘积,即
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对离心泵来说,一般小型泵的效率为50%~70%,大型泵可达90%。
(4)轴功率离心泵的功率是泵轴所需的功率。当泵直接由电动机带动时,也就是电动机传给轴的输出功率,以N表示,单位为W或kW。有效功率是排送到管道的液体从叶轮所获得的功率,以Ne表示。由于有容积损失、水力损失与机械损失,所以泵的轴功率大于有效功率,即
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而有效功率可写成
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式中 qv——泵的排量(m3/s);
h——泵的压头(m);
ρ——被输送液体的密度(kg/m3);
g——重力加速度(m/s2)。
若式(2-5)中Ne用kW来计量,则
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泵的功率为
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p为泵的工作压力。
2.离心泵的特性曲线
前已述及离心泵的主要性能参数是排量、工作压力(压头)、泵功率及效率,其间的关系由实验测得,测出的一组关系曲线称为离心泵的特性曲线或工作性能曲线,此曲线由泵的制造厂提供,并附于泵样本或说明书中,供使用部门选泵和操作时参考。
图2-9为国产4B20型离心水泵在n=2900r/min时的特性曲线,由h-qv、N-qv及η-qv三条曲线所组成。特性曲线是在固定的转速下测出的,只适用于该转速,故特性曲线图上都标明转速n的数值。
(1)h-qv曲线 表示泵的压头与排量的关系。离心泵的工作压力普遍是随排量的增大而下降(在排量极小时可能有例外)。
(2)N-qv曲线 表示泵的轴功率与排量的关系。离心泵的功率随排量的增大而上升,排量为零时轴功率最小。所以离心泵启动时,应关闭泵的出口阀门,使启动电流减少,以保护电机。
(3)η-qv曲线 表示泵的效率与排量的关系。从图2-9所示的特性曲线看出,当qv=0时η=0,随着排量的增大,泵的效率随之而上升并达到一最大值;以后排量再增,效率便下降。说明离心泵在一定转速下有一最高效率点,称为设计点。泵在与最高效率相对应的排量及压头下工作最为经济,所以与最高效率点对应的qv、h、N值称为最佳工况参数。离心泵的铭牌上标出的性能参数就是指该泵在运行时效率最高点的状况参数。但实际上离心泵往往不可能正好在该条件下运转,因此一般只能规定一个工作范围,称为泵的高效率区,通常为最高效率的92%左右。选用离心泵时,应尽可能使泵在此范围内工作。
图2-9 4B20型离心水泵的特性曲线
3.离心泵的转速对特性曲线的影响
离心泵的特性曲线都是在一定转速下测定的,但在实际使用时常遇到要改变转速的情况,这时速度三角形将发生变化,泵压、排量、效率及泵功率也随之改变。当液体的粘度不大且泵的效率不变时,泵排量、泵压头、轴功率与转速的近似关系为:
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式中 qv1、h1、N1——转速为n1时泵的性能参数;
qv2、h2、N2——转速为n2时泵的性能参数。
当转速变化小于20%时,可以认为效率不变,用上式进行计算误差不大。
4.叶轮直径对特性曲线的影响
如果只将叶轮切削而使直径变小,且变化不大,效率可视为基本上不变,则qv与D成正比。在固定转速之下,h与D2成正比,于是N与D3成正比。叶轮直径和泵排量、泵压头、轴功率之间的近似关系为:
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式中qv1、h1、N1——叶轮直径为D1时泵的性能参数;
qv2、h2、N2——叶轮直径为D2时泵的性能参数。
上述关系只有在直径的变化不超过20%时才是可用的。
属于同一系列的泵,其几何形状完全相似,叶轮的直径与厚度之比是固定的。这种几何形状相似的泵,因直径不同而引起的性能变化,qv与D3成正比,h与D2成正比,于是N与D5成正比。叶轮直径和排量、压头、功率之间的近似关系为:
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式中 qv1、h1、N1——叶轮直径为D1时泵的性能;
qv2、h2、N2——叶轮直径为D2时泵的性能。
5.液体物理性质的影响
泵生产部门所提供的离心泵特性曲线一般都是在一定转速和常压下,以常温的清水为工质做实验测得的。当所输送的液体性能与水相差较大时,要考虑粘度及密度对特性曲线的影响。
(1)粘度的影响 离心泵所输送的液体粘度愈大,泵体内能量损失愈多。结果泵的工作压力、排量都要减少,效率下降,而功率则要增大,所以特性曲线改变。
(2)密度的影响 由离心泵的基本方程式看出,离心泵的压头、排量均与液体的密度无关,则泵的效率亦不随液体的密度而改变,所以,h-qv与η-qv曲线保持不变。但是泵的轴功率随液体密度而改变。因此,当被输送的密度与水不同时,原产品目录中对该泵所提供的N-qv曲线不再适用,此时泵的轴功率可按式(2-9)重新计算。
(3)溶质的影响如果输送的液体是水溶液,浓度的改变必然影响液体的粘度和密度。浓度越高,与清水差别越大。浓度对离心泵特性曲线的影响,同样反映在粘度和密度上。如果输送液体中含有悬浮物等固体物质,则泵特性曲线除受浓度影响外,还受到固体物质的种类以及粒度分布的影响。
四、离心泵的安装高度和气蚀现象
(一)气蚀现象
离心泵通过旋转的叶轮对液体作功,使液体能量(包括动能和静压能)增加,在叶轮运动的过程中,液体的速度和压力随之变化。通常离心泵叶轮入口处是压力最低的地方。如果这个地方液体的压力等于或低于在该温度下液体的饱和蒸汽压力pv,就会有蒸汽从液体中大量逸出,形成许多蒸汽和气体相混合的小气泡。这些小气泡随液体流到高压区时,由于气泡内为饱和蒸汽压,而气泡周围大于饱和蒸汽压,因而产生了压差。在这个压差作用下,气泡受压破裂而重新凝结。在凝结过程中,液体质点从四周向气泡中心加速运动,在急剧凝结的一瞬间,质点互相撞击,产生很高的局部压力。这些气泡如果在金属表面附近破裂而凝结,则液体就像无数小弹头一样,连续打击在金属表面上。在压力很大(几百大气压)频率很高(每秒几万次之多)的连续打击下,金属表面逐渐因疲劳而破坏,这种现象叫做汽蚀现象。离心泵在严重的汽蚀状态下运转时,发生汽蚀的部位很快就被破坏成蜂窝或海绵状,使泵的寿命大大地缩短。同时,因汽蚀引起泵体振动,泵的吸液能力和效率也大大下降。为了保证离心泵的正常操作,避免发生汽蚀,泵安装的吸水高度绝对不能超过规定,以保证泵入口处的压力大于液体输送温度下的饱和蒸汽压。
(二)离心泵的安装高度
我国的离心泵规格中,采用两种指标对泵的安装高度加以限制,以免发生汽蚀,现将这两个指标介绍如下。
1.允许吸上真空高度
允许吸上真空高度hs是指泵入口处压力p1可允许达到的最高真空度,其表达式为
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式中 hs——离心泵的允许吸上真空高度,m液柱;
pa——大气压(N/m2);
ρ——被输送液体的密度(kg/m3)。
要确定允许吸上真空度与允许安装高度hg之间关系,可设离心泵吸液装置如图2-10所示。以贮槽液面为基准面,列出槽面0-0与泵入口1-1截面的柏努利方程式,则
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式中,∑hf为液体流经吸入管路时所损失的压头(m)。由于贮槽是敞口的,则p0为大气压pa。
上式可写成
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将式(2-10)代入上式,则
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此式可用于计算泵的安装高度。
图2-10 离心泵吸液示意图
由上式可知,为了提高泵的允许安装高度,应该尽量减少 和∑hf。为了减少 ,在同一流量下,应选用直径稍大的吸入管以外,吸入管应尽可能地短,并且尽量减少弯头和不安装截止阀等。
泵制造厂只能给出hs值,而不能直接给出hg值。因为每台泵使用条件不同,吸入管路的布置情况也各异,有不同的 和∑hf值,所以只能由使用单位根据吸入管路具体的布置情况,由计算确定hg。
在泵样本或说明书中所给出的hs是指大气压力为10mH2O,水温为20℃状态下的数值,如果泵的使用条件与该状态不同时,则应把样本上所给出的hs值,换算成操作条件下的h′s值,其换算公式为
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式中h′s——操作条件下输送液体时的允许上真空高度(mH2O);
hs——泵样本中给出的允许吸上真空度高(mH2O);
ha——泵工作处的大气压(mH2O);
hr——操作温度下液体的饱和蒸汽压(mH2O)。
泵安装地点的海拔越高,大气压力就越低,允许吸上真空度就小,若输送液体的温度越高,或液体越易挥发所对应的饱和蒸汽压就越高,这时,泵的允许吸上真空度也就越小。不同海拔高度时大气压如表2-1。
表2-1 不同海拔高度的大气压力
2.汽蚀余量
汽蚀余量△h是指离心泵入口处,液体的静压头 与动压头 之和超过液体在操作温度下的饱和蒸气压头 的某一最小指定值,即
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式中 △h——汽蚀余量(m);
pr——操作温度下液体饱和蒸汽压(N/m2)。
将式(2-11)与(2-14)合并可导出汽蚀余量△h与允许安装高度hg之间关系为
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式中 p0为液面上方的压力,若为敞口液面,则
p0=pa
应当注意,泵性能表上△h值也是按输送20℃水而规定的。当输送其它液体时,需进行校正。
由上可知,只要已知允许吸上真空高度hs与汽蚀余量△h中的任一个参数,均可确定泵的安装高度。
五、离心泵的类型与选择
1.离心泵的类型
工业生产中被输送液体的性质、压强、流量等差异很大,为了适应各种不同要求,离心泵的类型也是多种多样的。按液体的性质可分为水泵、耐腐蚀泵、油泵、杂质泵等;按叶轮吸入方式可分为单吸泵与双吸泵;按叶轮数目又可分为单级泵与多级泵。各种类型的离心泵按照其结构特点各自成为一个系列,并以一个或几个汉语拼音字母作为系列代号,在每一系列中,由于有各种不同的规格,因而附以不同的字母和数字来区别。现对工厂中常用离心泵的类型作简要说明。
(1)水泵(B型、D型、Sh型)凡是输送清水以及物理、化学性质类似于水的清洁液体,都可以用水泵。
应用最广泛的为单级单吸悬臂式离心水泵,其系列代号为B,称B型水泵,其结构如图2-11所示。泵体和泵盖都是用铸铁制成,全系列扬程范围为8~98m,排量范围为4.5~360m3/h。
若所要求的压头较高而流量并不太大时,可采用多级泵,如图2-12所示,在一根轴上串联多个叶轮,从一个叶轮流出的液体通过泵壳内的导轮,引导液体改变流向,同时将一部分动能转变为静压能,然后进入下一个叶轮入口,液体从几个叶轮多次接受能量,故可达到较高的压头。我国生产的多级泵系列代号D,称为D型离心泵,一般自2级到9级,最多可到12级,全系列扬程范围为14~351m,排量范围为10.8~850m3/h。
若输送液体的流量较大而所需的压头并不高时,则可采用双吸泵。双吸泵的叶轮有两个入口,如图2-13所示。由于双吸泵叶轮的厚度与直径之比加大,且有两个吸入口,故输液量较大。我国生产的双吸离心泵系列代号为Sh,全系列扬程范围为9~140m,排量范围为120~12500m3/h。
(2)耐腐蚀泵(F型)输送酸、碱等腐蚀性液体时应采用耐腐蚀泵,其主要特点是和液体接触的部件用耐腐蚀材料制成。各种材料制造的耐腐蚀泵在结构上都要求简单,易更换零件,检修方便。都用F作为耐腐蚀泵的系列代号。在F后面再加一个字母表示材料代号,以作区别。我国生产的F型泵采用了许多材料制造,例如:
图2-11 B型水泵结构图
1-泵体;2-叶轮;3-密封环;4-护轴套;5-后盖;6-泵轴;7-托架;8-联轴墨部件
图2-12 多级泵示意图
图2-13 双吸泵示意图
灰口铸铁——材料代号为H,用于输送浓硫酸;
高硅铸铁——材料代号为G,用于输送压强不高的硫酸或以硫酸为主的混酸;
铬镍合金钢——材料代号为B,用于常温输送低浓度的硝酸、氧化性酸液、碱液和其他弱腐蚀性液体;
铬镍钼钛合金钢-材料代号为M,最适用于硝酸及常温的高浓度硝酸;
聚三氟氯乙稀塑料-材料代号为S,适用于90℃以下的硫酸、硝酸、盐酸和碱液。
耐腐蚀泵的另一个特点是密封要求高。由于填料本身被腐蚀的问题也难彻底解决,所以F型泵根据需要采用机械密封装置。
F型泵全系列的扬程范围为15~105m,排量范围为2~400m3/h。
图2-14 B型水泵系列特性曲线
表2-2 B型水泵性能表(部分)
注:括号内数字是JO型电机功率。
(3)杂质泵(P型) 输送悬浮液及粘稠的浆液等常用杂质泵。在非金属矿产加工过程中得到广泛地应用。系列代号为P,又细分为污水泵PW、砂泵PS、泥浆泵PN等。对这类泵的要求是:不易被杂质堵塞、耐磨、容易拆洗。所以它的特点是叶轮流道宽,叶片数目少,常采用半闭式或开式叶轮。有些泵壳内衬以耐磨的铸钢护板或橡胶衬板。
在泵的产品目录或样本中,泵的型号是由字母和数字组合而成,以代表泵的类型、规格等,现举例说明。
8B29A:
其中8——泵吸入口直径,英寸,即8×25=200mm;
B——单级单吸悬臂式离心水泵;
29——泵的扬程,m;
A——该型号泵的叶轮直径经切割比基本型号8B29的小一级。
为了选用方便,泵的生产部门常对同一类型的泵提供系列特性曲线,图2-14就是B型水泵系列特性曲线图。把同一类型的各型号泵与较高效率范围相对应的一段h-qv曲线,绘在一个总图上。图中扇形面的上方弧形线代表基本型号,下方弧形线代表叶轮直径比基本型号小一级的型号A。若扇形面有三条弧形线,则中间弧形线代表型号A,下方弧形线代表叶轮直径比基本型号再小一级的型号B。图中的符号与数字见图内说明。
2.离心泵的选择
离心泵的选择,一般可按下列的方法与步骤进行:
(1)确定输送系统的流量与工作压力(压头) 液体的输送量一般为生产任务所规定,如果流量在一定范围内变动,选泵时应按最大流量考虑。根据输送系统管路的安排,用柏努利方程式计算在最大流量下管路所需的压头。
(2)选择泵的类型与型号根据被输送液体的性质和操作条件确定泵的类型。按已确定的流量Qe和压头he或工作压力p从泵样本或产品目录中选出合适的型号。选出的泵能提供的排量Q和压头h不见得与管路所要求的Qe和压头he或工作压力p完全相符,而且考虑到操作条件的变化和应具备一定的潜力,所选的泵可以稍大一些,但在该条件下泵的效率应比较高,即点(Qe、he)坐标位置应靠近在泵的高效率范围所对应的h-qv曲线下方。
泵的型号选出后,应列出该泵的各种性能参数(表2-2是B型泵的性能表(部分))。
(3)核算泵的轴功率若输送液体的密度大于水的密度时,可按式(2-7)核算泵的轴功率。
一、泵的安装高度是否合适;
泵的 吸程=当地大气压 - 汽蚀余量 - 安全量按0.5米计(单位用米)
,泵样本上的其蚀余量是按15度清水做的,查表可知15度水的饱和压力是绝对压力0,17m水柱 ,40度水的饱和压力是绝对压力0,74m水柱, 两者相差0,74 - 0.17 = 0,57 m水柱. 所以还要考虑这个差值。
泵的计算安全量 = 10.02 - 2.5 - 0.57 - 6.5 =0.45m
泵在这个安装高度可以正常工作,只是安全余量小了一点。
二、若水槽改为封闭,槽内水面上压力为30KPa,将水槽提高到距泵入口5m高处,当然是好方案,增加了系统的安全可靠性。
1、 按叶轮吸入方式分:单吸式离心泵双吸式离心泵;
2、 按叶轮数目分:单级离心泵多级离心泵;
3、 按叶轮结构分:敞开式叶轮离心泵半开式叶轮离心泵封闭式叶轮离心泵;
4、 按工作压力分:低压离心泵中压离心泵高压离心泵;
5、 按泵轴位置分:卧式离心泵边立式离心泵。
ISG生活给水泵,生活用泵,小区水泵,生活给排水设备,根据 IS、 IR型离心泵性能参数和立式泵的独特结构组合设计,并严格按照 ISO2858 要求进行设酒制造,采用国内优质水力模型进行设计而成,是最理想的新一代卧式泵产品。该产品一律采用硬质合金机械密封。 应用范围: ISW 型泵适用于工业和城市给排水,如高层建筑增压送水,园林喷灌,消防增压,远距离输送,暖通制冷循环、浴室等增压及设备配套,使用温度不超过 85oC。ISWR 型泵广泛适用于:冶金、化工、纺织、造纸、以及宾饭馆店等锅炉热源水增压、输送、及城市采暖系统,SGWR型使用温度不超过 120oC。
管道离心泵的安装关键技术:离心泵安装高度即吸程选用
一、离心泵的关键安装技术
管道离心泵的安装技术关键在于确定离心泵安装高度即吸程。这个高度是指水源水面到离心泵叶轮中心线的垂直距离,它与允许吸上真空高度不能混为一谈,水泵产品说明书或铭牌上标示的允许吸上真空高度是指水泵进水口断面上的真空值,而且是在1标准大气压下、水温20摄氏度情况下,进行试验而测定得的。它并没有考虑吸水管道配套以后的水流状况。而水泵安装高度应该是允许吸上真空高度扣除了吸水管道损失扬程以后,所剩下的那部分数值,它要克服实际地形吸水高度。水泵安装高度不能超过计算值,否则,离心泵将会抽不上水来。另外,影响计算值的大小是吸水管道的阻力损失扬程,因此,宜采用最短的管路布置,并尽量少装弯头等配件,也可考虑适当配大一些口径的水管,以减管内流速。
应当指出,管道离心泵安装地点的高程和水温不同于试验条件时,如当地海拔300米以上或被抽水的水温超过20摄氏度,则计算值要进行修正。即不同海拔高程处的大气压力和高于20摄氏度水温时的饱和蒸汽压力。但是,水温为20摄氏度以下时,饱和蒸汽压力可忽略不计。
从管道安装技术上,吸水管道要求有严格的密封性,不能漏气、漏水,否则将会破坏离心泵进水口处的真空度,使离心泵出水量减少,严重时甚至抽不上水来。因此,要认真地做好管道的接口工作,保证管道连接的施工质量。
二、离心泵的安装高度Hg计算
允许吸上真空高度Hs是指泵入口处压力p1可允许达到的最大真空度。
而实际的允许吸上真空高度Hs值并不是根据式计算的值,而是由泵制造厂家实验测定的值,此值附于泵样本中供用户查用。位应注意的是泵样本中给出的Hs值是用清水为工作介质,操作条件为20℃及及压力为1.013×105Pa时的值,当操作条件及工作介质不同时,需进行换算。
1 输送清水,但操作条件与实验条件不同,可依下式换算
Hs1=Hs+Ha-10.33 - Hυ-0.24
2 输送其它液体当被输送液体及反派人物条件均与实验条件不同时,需进行两步换算:第一步依上式将由泵样本中查出的Hs1;第二步依下式将Hs1换算成H΄s
2 汽蚀余量Δh
对于油泵,计算安装高度时用汽蚀余量Δh来计算,即泵允许吸液体的真空度,亦即泵允许的安装高度,单位用米。用汽蚀余量Δh由油泵样本中查取,其值也用20℃清水测定。若输送其它液体,亦需进行校正,详查有关书籍。
吸程=标准大气压(10.33米)-汽蚀余量-安全量(0.5米)
标准大气压能压管路真空高度10.33米。
例如:某泵必需汽蚀余量为4.0米,求吸程Δh?
解:Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米
从安全角度考虑,泵的实际安装高度值应小于计算值。当计算之Hg为负值时,说明泵的吸入口位置应在贮槽液面之下。
例2-3 某离心泵从样本上查得允许吸上真空高度Hs=5.7m。已知吸入管路的全部阻力为1.5mH2O,当地大气压为9.81×104Pa,液体在吸入管路中的动压头可忽略。试计算:
1 输送20℃清水时离心泵的安装;
2 改为输送80℃水时离心泵的安装高度。
解:1 输送20℃清水时泵的安装高度
已知:Hs=5.7m
Hf0-1=1.5m
u12/2g≈0
当地大气压为9.81×104Pa,与泵出厂时的实验条件基本相符,所以泵的安装高度为Hg=5.7-0-1.5=4.2 m。
2 输送80℃水时泵的安装高度
输送80℃水时,不能直接采用泵样本中的Hs值计算安装高度,需按下式对Hs时行换算,即
Hs1=Hs+Ha-10.33 - Hυ-0.24
已知Ha=9.81×104Pa≈10mH2O,由附录查得80℃水的饱和蒸汽压为47.4kPa。
Hv=47.4×103 Pa=4.83 mH2O
Hs1=5.7+10-10.33-4.83+0.24=0.78m
将Hs1值代入 式中求得安装高度
Hg=Hs1-Hf0-1=0.78-1.5=-0.72m
Hg为负值,表示泵应安装在水池液面以下,至少比液面低0.72m
单级双吸离心泵
单级双吸离心泵为新型高效节能水泵,同等用能条件下,其运行效率可高出原水泵近20%
1. 结构紧凑 外形美观,稳定性好,便于安装。
2. 运行平稳 优化设计的双吸叶轮使轴向力减小到最低限度,且有优异水力性能的叶型,并经精密铸造,泵壳内表面及叶轮表面极其光华具有显著的抗汽蚀性能和高效率。
3. 轴 承 选用SKF及NSK轴承保证运行平稳,噪音低,使用寿命长。
4. 轴 封 选用BURGMANN机械密封或填料密封。能保证8000小时运行无泄漏。
5. 安装形式 装配时不需调整,可根据现场使用条件。分立式或卧式安装。
6. 加装自吸装置,可实现自动吸水,即不需安装底阀,不需真空泵,不需倒灌,泵可以启动。
延长离心泵使用寿命的方法
1、离心泵的选择及安装
离心泵应该按照所输送的液体进行选择,并校核需要的性能,分析抽吸,排出条件,是间歇运行还是连续运行等。离心泵通常应在或接近制造厂家设计规定的压力和流量条件下运行。泵安装时应进行以下复查:
①基础的尺寸,位置,标高应符合设计要求,地脚螺栓必须恰当和正确地固定在混凝土地基中,机器不应有缺件,损坏或锈蚀等情况;
②根据泵所输送介质的特性,必要时应该核对主要零件,轴密封件和垫片的材质;
③泵的找平,找正工作应符合设备技术文件的规定,若无规定时,应符合现行国家标准《机械设备安装工程施工及验收通用规范》的规定;
④所有与泵体连接的管道,管件的安装以及润滑油管道的清洗要求应符合相关国家标准的规定。
2、离心泵的使用
泵的试运转应符合下列要求:
①驱动机的转向应与泵的转向相同;
②查明管道泵和共轴泵的转向;
③各固定连接部位应无松动,各润滑部位加注润滑剂的规格和数量应符合设备技术文件的规定;
④有预润滑要求的部位应按规定进行预润滑;
⑤各指示仪表,安全保护装置均应灵敏,准确,可靠;
⑥盘车应灵活,无异常现象;
⑦高温泵在试运转前应进行泵体预热,温度应均匀上升,每小时温升不应大于500℃;泵体表面与有工作介质进口的工艺管道的温差不应大于4090;
⑧设置消除温升影响的连接装置,设置旁路连接装置提供冷却水源。
离心泵操作时应注意以下几点:
①禁止无水运行,不要调节吸人口来降低排量,禁止在过低的流量下运行;
②监控运行过程,彻底阻止填料箱泄漏,更换填料箱时要用新填料;
③确保机械密封有充分冲洗的水流,水冷轴承禁止使用过量水流;
④润滑剂不要使用过多;
⑤按推荐的周期进行检查。建立运行记录,包括运行小时数,填料的调整和更换,添加润滑剂及其他维护措施和时间。对离心泵抽吸和排放压力,流量,输入功率,洗液和轴承的温度以及振动情况都应该定期测量记录。
⑥离心泵的主机是依靠大气压将低处的水抽到高处的,而大气压最多只能支持约10.3m的水柱,所以离心泵的主机离开水面12米无法工作。
3、离心泵的维护
3.1、离心泵机械密封失效的分析
离心泵停机主要是由机械密封的失效造成的。失效的表现大都是泄漏,泄漏原因有以下几种:
①动静环密封面的泄漏,原因主要有:端面平面度,粗糙度未达到要求,或表面有划伤;端面间有颗粒物质,造成两端面不能同样运行;安装不到位,方式不正确。
②补偿环密封圈泄漏,原因主要有:压盖变形,预紧力不均匀;安装不正确;密封圈质量不符合标准;密封圈选型不对。
实际使用效果表明,密封元件失效最多的部位是动,静环的端面,离心泵机封动,静环端面出现龟裂是常见的失效现象,主要原因有:
①安装时密封面间隙过大,冲洗液来不及带走摩擦副产生的热量;冲洗液从密封面间隙中漏走,造成端面过热而损坏。
②液体介质汽化膨胀,使两端面受汽化膨胀力而分开,当两密封面用力贴合时,破坏润滑膜从而造成端面表面过热。
③液体介质润滑性较差,加之操作压力过载,两密封面跟踪转动不同步。例如高转速泵转速为20445r/min,密封面中心直径为7cm,泵运转后其线速度高达75 m/s,当有一个密封面滞后不能跟踪旋转,瞬时高温造成密封面损坏。
④密封冲洗液孔板或过滤网堵塞,造成水量不足,使机封失效。
另外,密封面表面滑沟,端面贴合时出现缺口导致密封元件失效,主要原因有:
①液体介质不清洁,有微小质硬的颗粒,以很高的速度滑人密封面,将端面表面划伤而失效。
②机泵传动件同轴度差,泵开启后每转一周端面被晃动摩擦一次,动环运行轨迹不同心,造成端面汽化,过热磨损。
③液体介质水力特性的频繁发生引起泵组振动,造成密封面错位而失效。
液体介质对密封元件的腐蚀,应力集中,软硬材料配合,冲蚀,辅助密封0形环,V形环,凹形环与液体介质不相容,变形等都会造成机械密封表面损坏失效,所以对其损坏形式要综合分析,找出根本原因,保证机械密封长时间运行。
3.2、离心泵停止运转后的要求
①离心泵停止运转后应关闭泵的人口阀门,待泵冷却后再依次关闭附属系统的阀门。
②高温泵停车应按设备技术文件的规定执行,停车后应每偏20一30min盘车半圈,直到泵体温度降至50℃为止。
③低温泵停车时,当无特殊要求时,泵内应经常充满液体;吸入阀和排出阀应保持常开状态;采用双端面机械密封的低温泵,液位控制器和泵密封腔内的密封液应保持泵的灌浆压力。
④输送易结晶,易凝固,易沉淀等介质的泵,停泵后应防止堵塞,并及时用清水或其他介质冲洗泵和管道。⑤排出泵内积存的液体,防止锈蚀和冻裂。
3.3、离心泵的保管
①尚未安装好的泵在未上漆的表面应涂覆一层合适的防锈剂,用油润滑的轴承应该注满适当的油液,用脂润滑的轴承应该仅填充一种润滑脂,不要使用混合润滑脂。
②短时间泵人干净液体,冲洗,抽吸管线,排放管线,泵壳和叶轮,并排净泵壳,抽吸管线和排放管线中的冲洗液。
③排净轴承箱的油,再加注干净的油,彻底清洗油脂并再填充新油脂。
④把吸人口和排放口封起来,把泵贮存在干净,干燥的地方,保护电机绕组免受潮湿,用防锈液和防蚀液喷射泵壳内部。
⑤泵轴每月转动一次以免冻结,并润滑轴承。
离心泵工作原理
离心泵的主要过流部件有吸水室、叶轮和压水室。吸水室位于叶轮的进水口前面,起到把液体引向叶轮的作用;压水室主要有螺旋形压水室(蜗壳式)、导叶和空间导叶三种形式;叶轮是泵的最重要的工作元件,是过流部件的心脏,叶轮由盖板和中间的叶片组成。
离心泵工作前,先将泵内充满液体,然后启动离心泵,叶轮快速转动,叶轮的叶片驱使液体转动,液体转动时依靠惯性向叶轮外缘流去,同时叶轮从吸入室吸进液体,在这一过程中,叶轮中的液体绕流叶片,在绕流运动中液体作用一升力于叶片,反过来叶片以一个与此升力大小相等、方向相反的力作用于液体,这个力对液体做功,使液体得到能量而流出叶轮,这时液体的动能与压能均增大。
离心泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递给液体。由于离心泵的作用液体从叶轮进口流向出口的过程中,其速度能和压力能都得到增加,被叶轮排出的液体经过压出室,大部分速度能转换成压力能,然后沿排出管路输送出去,这时,叶轮进口处因液体的排出而形成真空或低压,吸水池中的液体在液面压力(大气压)的作用下,被压入叶轮的进口,于是,旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体。
离心泵的汽蚀现象是指被输送液体由于在输送温度下饱和蒸汽压等于或低于泵入口处(实际为叶片入口处的)的压力而部分汽化,引起泵产生噪音和震动,严重时,泵的流量、压头及效率的显著下降,显然,汽蚀现象是离心泵正常操作所不允许发生的。避免汽蚀现象发生的关键是泵的安装高度要正确,尤其是当输送温度较高的易挥发性液体时,更要注意。
离心水泵的安装高度Hg
允许吸上真空高度Hs是指泵入口处压力p1可允许达到的最大真空度
而实际的允许吸上真空高度Hs值并不是根据式计算的值,而是由泵制造厂家实验测定的值,此值附于泵样本中供用户查用。位应注意的是泵样本中给出的Hs值是用清水为工作介质,操作条件为20℃及及压力为1.013×105Pa时的值,当操作条件及工作介质不同时,需进行换算。
(1)输送清水,但操作条件与实验条件不同,可依下式换算
Hs1=Hs+(Ha-10.33)-(Hυ-0.24)
(2)输送其它液体当被输送液体及反派人物条件均与实验条件不同时,需进行两步换算:第一步依上式将由泵样本中查出的Hs1第二步依下式将Hs1换算成H?
石家庄华越泵业
选用离心泵方法如下:
1、收集原始数据:针对选型要求,搜集过程生产中所输送介质、流量和所需的扬程参数以及泵前泵后设备的有关参数的原始依据。
2、泵参数的选择及计算:根据原始数据和实际需要,留出合理的裕量,合理确定运行参数,作为选择泵的计算依据。
3、选型:按照工作要求和运行参数,采用合理的选择方法,选出均能满足使用要求的几种形式,然后进行全面的比较,最后确定一种形式。
4、核算:型式选定后,进行有关校核计算,验证所选的泵是否满足使用要求。如所要求的工况点是否落在高效工作区,NPSH是否大于NPSH等。
选择离心泵注意事项
选择离心泵时,可能有几种型号的泵同时满足在最佳范围内操作这一要求,此时,可分别确定各泵的工作点,比较工作点上的效率,择优选取。另外,也要考虑离心泵厂家的技术水平,质量问题,更要结合自己的实际需求。注意这几点,一定可以找到满意的离心泵。
根据被输送液体的性质及操作条件确定类型;根据流量(一般由生产任务定)及计算管路中所需压头,确定泵的型号(从样本或产品目录中选取);若被输送液体的粘度和密度与水相差较大时, 应核算泵的特性参数:流量、压头和轴功率。
题号 一 二 三 四 五 六 总 计
得分
一、 名词解释(4小题,每小题2.5分,共计10分):
1.水泵
它是一种水力机械。它把动力机的机械能传递给所输送的水流,使水流的能量增加,从而把水流从低处抽提到高处,或从一处输送到另一处。
2.流量
单位时间内水泵所抽提的水体体积。
3.有效功率
水流流经水泵时,实际得到的功率。
4.汽蚀
由于某种原因,使水力机械低压侧的局部压力降低到该温度下的汽化压力以下,引起气泡的发生、发生和溃灭,从而造成过流部件损坏的全过程。
二、填空题(本题共 20个空,每空0.5分,共 10分):
1.常见叶片泵的叶轮形式有封闭式 、 半开式 、 敞开式 。
2.离心泵的工作原理是 利用装有叶片的叶轮的高速旋转所产生的离心力来工作的 。
3.轴流泵主要与离心泵不同的构件有 进水喇叭管 、 导叶体 、 出水弯管 。
4.叶片泵的性能曲线主要有 基本性能曲线、相对性能曲线 、
通用性能曲线 、 全面性能曲线、 综合(或系列)型谱 。
5.离心泵工况点的调节方法有 变径 、 变速 、变角 、 变阀 等。
6.叶片泵按其叶片的弯曲形状可分为 后弯式 、 前弯式 和 径向式 三种。而离心泵大都采用 后弯式 叶片。
三、单项选择题(四选一,每小题1分,共10分)
1.下列泵中, 不是叶片式泵 【 B 】
A 混流泵 B 活塞泵 C 离心泵 D 轴流泵。
2.与低比转数的水泵相比,高比转数的水泵具有 【 C 】
A 流量小、扬程高 B流量小、扬程低 C 流量大、扬程低 D 流量大、扬程高
3.离心泵的叶轮一般都制成 【 D 】
A 敞开式 B 半开式C 半闭封式D闭封式
4.叶片泵在一定转数下运行时,所抽升流体的容重越大(流体的其它物理性质相同),其理论扬程【 C 】
A 越大B 越小 C 不变 D 不一定
5.水泵铭牌参数(即设计或额定参数)是指水泵在 时的参数【 B 】
A 最高扬程 B 最大效率 C 最大功率 D 最高流量
6. 当水泵站其它吸水条件不变时,随当地海拔的增高水泵的允许安装高度 【 A 】
A 将下降B 将提高 C 保持不变 D 不一定
7.定速运行水泵从水源向高水池供水,当水源水位不变而高水池水位逐渐升高时,水泵的流量 【 B 】
A 保持不变 B 逐渐减小 C 逐渐增大 D 不一定
8. 固定式轴流泵只能采用 【 C 】
A 变径调节 B 变角调节 C 变速调节 D 变阀调节
9.上凸管处危害最大的水击是 【 D 】
A 启动水击 B 关阀水击C 正水击D 负水击
10.轴流泵的叶轮一般安装在水面 【 A 】
A 以下 B 以上 C 位置 D 不一定
四、判断题(对的,在题后的括号内打“√”,错的打“×”。每小题2分,共10分)
1.并联的目的是为了提高水泵的扬程,串联的目的是为了增加水泵的流量。 【 × 】
2.水泵的比转数越大,其扬程越高。 【 × 】
3.离心泵大都是立式机组,一般安装在水面以上。 【 × 】
4.两台水泵的比转数必定相等,则其几何形状相似。 【 × 】
5.压力管道常用的敷设方式有镇墩、支墩和管床。 【 × 】
五、问答题(4小题,每题5分,共20分):
1.给出下列水泵型号中各符号的意义:
① 60—50—250 ②14 ZLB—70
答:① 60——水泵的进口直径,单位mm;50——水泵的出口直径,单位mm; 250——叶轮标称直径,单位mm;单级单吸悬臂式离心泵。
② 14 ——水泵的出口直径,单位英寸;Z——轴流泵;L——立式;B——半调节;70——比转速为700。
2.为什么离心式水泵要关阀启动,而轴流式水泵要开阀启动?
答:①离心泵的功率性能曲线,是一条缓慢上升的近似直线,其关死功率最小,为了轻载启动和停机,固在启动和停机前应首先关闭出水管闸阀。
② 轴流泵的功率性能曲线,是一条快速下降的上凸抛物线,其关死功率最大,为了避免错误的操作方式引起的动力机严重超载,轴流泵的抽水装置上不允许设置任何阀门。
3.压力管道的选线原则是什么?
答:① 垂直等高线、线短弯少损失小;
② 在压力示坡线以下;
③ 减少挖方、避开填方、禁遇塌方;
④ 躲开山崩、雪崩、泥石流、滑坡和山洪;
⑤ 便于运输、安装、检修和巡视,利于今后的发展
4.用图解法如何确定两台同型号泵并联运行的工作点?
答:方法一:把单泵的扬程性能曲线Q1~H1横向放大
一倍得到两台同型号泵并联运行的扬程性能曲线Q~H,与
抽水装置特性曲线R的交点A就是两台同型号泵并联运行
的工作点,过该点作水平线,与单泵扬程性能曲线的交点
A1就是两台同型号泵并联运行单泵的工作点。
或方法二:绘制出两台同型号泵并联运行单泵的抽水
装置特性曲线R1,与单泵的扬程性能曲线Q1~H1的交点
A1就是两台同型号泵并联运行单泵的工作点。
(备注:两种方法,答一个即可以)
六、计算题 (4小题,共50分):
1.已知某12SH型离心泵的额定参数为Q=730 m3/h ,H=10m ,n=1450 r/min 。试计算其比转数。(本小题10分)
解:
答:(略)
2. 如图所示取水泵站,水泵由河中直接抽水输入表压为196KPa的高地密闭水箱中。已知水泵流量Q=160 L/s ,吸水管:直径D1=400mm ,管长L1=30m ,摩阻系数λ1=0.028;压水管:直径D2=350mm ,管长L2=200m ,摩阻系数λ2=0.029 。假设吸、压水管路局部水头损失各为1m ,水泵的效率η=70%,其他标高见图。试计算水泵扬程H及轴功率N 。(本小题15分)
解:吸水管计算:
(2分)
压水管计算:
(2分)
总水头损失为:(2分)
(2分)
(2分)
(2分)
答:(略)
3. 12SH-19A型离心水泵,设计流量为Q=220L/s,在水泵样本中查得相应流量下的允许吸上真空高度为[HS]=4.5m,水泵吸水口直径为D=300mm,吸水管总水头损失为∑hS=1.0m,当地海拔高度为1000m,水温为40Co,试计算最大安装高度Hg. (海拔1000m时的大气压为ha=9.2mH2O,水温40Co时的汽化压强为hva=0.75mH2O) (10分)
[解]: 水泵吸水口流速为
= ……………………………(4分)
列吸水井水面(0—0)与水泵进口断面(1—1)能方程:
。…………………(6分)
答: 米。
4.已知某变径运行水泵装置的管道系统特
性曲线 和水泵在转速为
时的( ~ )曲线如图。
试图解计算:(1).该抽水装置工况点的
与 值,(2).若保持静扬程不变,流量
下降 时其直径 应降为多少? (要求
详细写出图解步骤,列出计算表,画出相应
的曲线,计算结果不修正)(15分)
[解]: (1)、根据管道系统特性曲线方程绘制管道系统特性曲线:
图解得交点A(40.2,38.28)即QA=40.2L/s HA=38.28m………(4分)
(2)、流量下降33.3%时,功况点移动到B点,
QB=(1-0.333),Q=26.93L/s由图中查得HB=22.69m,………(3分)
抽水装置特性曲线计算表
流量Q(L/s) 0 10 20 26.93 30 40 40.2 50
扬程H(m) 10.00 11.75 17.00 22.69 25.75 38.00 38.28 53.75
相似功况抛物线方程为
………(2分)
(3)、绘制H=KQ2曲线:
相似工况抛物线计算表
流量Q(L/s) 0 10 20 30 35.75 40
扬程H(m) 0.00 3.13 12.52 28.16 39.99 50.06
H=KQ2曲线与(Q—H)曲线的交点为
A1(35.75,39.99)即QA1=35.75L/s,HA1=39.99m………(2分)
则根据比例律有
………(4分)
1、使所选高扬程小流量水泵的形式和性能符合装置流量、扬程、压力、温度、汽蚀余量、吸程等工艺参数的要求;
2、要满足输送介质特性的要求有:
a、对输送易燃、易爆有毒或贵重介质的泵,要求轴封可靠或采用无泄漏泵,如磁力驱动泵,无轴封,应采用隔离式磁力间接驱动。
b、对输送腐蚀性介质的高扬程小流量水泵,要求对流部件采用耐腐蚀性材料。
c、对输送含固体颗粒介质的高扬程小流量水泵,要求对流部件采用耐磨材料,必要时轴封用采用清洁液体冲洗。
3、机械方面要求可靠性高、噪声低、振动小。
4、正确计算高扬程小流量水泵采购的投入成本。
高扬程小流量水泵选型中的参数,不论怎么选型,这些参数都是必须知道的。其实高扬程小流量水泵选型并不难,只要了解水泵的特性加上工况的工艺,两方面相结合就可以选出合适的水泵。
化工离心泵组装时,注意事项有:1.密封装置要组合完整,工装要到位。2.水平度要确保。3.泵与电机要在同一中心。4.如果化工泵是输送特殊流体,事先要注意润滑匹配度(一般润滑以黄油,水为主),输送不同流体,润滑品选择有所不同。5.有冷却装置的,要讲冷却循环安装好再试泵设备。