2022年泵与泵站知识点总结.docx
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1、学习必备欢迎下载泵与泵站学问点单吸式单级离心泵多级双吸式节段式蜗壳式(水平中开式) 双壳体筒型式叶片式泵混流泵轴流泵蜗壳式导叶式旋桨式转叶式漩涡泵泵往复泵活塞(或柱塞)泵隔膜泵容积式泵回转泵齿轮泵螺杆泵 滑片泵等真空泵其它类型泵射流泵 水击泵等第 三节 泵及泵站的进展趋1、大型化、大容量化特殊是取水水泵和排水水泵2、高扬程、高转速,单级扬程已经达到1000m;3、系列化、通用化和标准化依据通用标准其次章叶片式泵2.1 离心泵的工作原理:当一个敞口圆筒绕中心轴作等角速旋转时,圆筒内的水面便成抛物线上升的旋转凹面, 圆通半径越大, 转的越快时, 液体沿圆筒壁上升的高度就越大;将电动机高速旋转的机械
2、能转化为被抽升液体的动能和势能;2.2 离心泵的组成主要有: 叶轮、泵轴、泵壳、泵座、 轴封装置、减漏环、 轴承座、联轴器、轴向力平稳装置叶轮叶轮一般分为单吸式叶轮与双吸式两种叶轮按其盖板情形又可分为封闭式叶轮(效率高,但要求输送的介质较清洁),放开式叶轮(效率低,相宜输送含有较大颗粒杂质的液体)和半开式叶轮(相宜输送含有杂质的液体) 三种形式;泵壳离心泵的泵壳通常铸成蜗壳形轴封装置1. 填料密封 :泵采纳填料密封时, 填料环的位置安放要正确, 填料的松紧程度必需适当, 以液体能一滴一滴渗出为宜;2. 机械密封:分为非平稳型(不宜在高压下使用)平稳型(可用于高压下) 减漏环单环型双环型双环迷宫
3、性轴承座轴承座分为滚动轴承和滑动轴承滚动轴承按荷载大小分为滚珠轴承和滚柱轴承(荷载大时采纳)依荷载性质分为径向式轴承(只承担径向荷载)和止推式轴承(只承担轴向荷载)径向止推式轴承(承担径向和轴向荷载)联轴器电动机的出力是通过联轴器来传递给泵的;联轴器有刚性和挠性两种;轴向力平稳措施轴向力平稳措施只有单吸式离心泵才存在轴向力平稳措施, 因其叶轮缺乏对称性, 叶轮两侧作用的压力不相等,一般采纳在叶轮的后盖板上钻开平稳孔,并在后盖板上加装减漏环;2.3 叶片泵的基本性能参数1. 有效功率 :单位时间内流体从泵中所获得的总能量;Ne,它等于重量流量和扬程的乘积: NeQH QP2. 轴功率 N :原动
4、机传递到泵轴上的输入功率3. 转速 n 水泵叶轮的转动速度,通常以每分钟转动的次数来表示,以字母 n 表示常用单位为 rmin ;在往复泵中转速通常以活塞往复的次数来表示次 nlin4. 效率 被输送的流体实际所得到的功率比原动机传递给泵轴端的功率要小,它们的比值称为泵效率5. 答应吸上真空高度Hs指水泵在标准状况下即水温为 20、表面压力为一个标推大气压 运转时,水泵所答应的最大的吸上真空高度即水泵吸入口的最大真空度;单位为 mH 20;水泵厂一般常用Hs 来反映离心泵的吸水性能;6. 汽蚀现象 :水泵运行时,由于某些缘由而使泵内局部位置的压力降低到水的饱和汽化压力时,水产生汽化,并产生大量
5、汽泡;从水中离析出来的大量汽泡随着水流向前运动, 达到高压区时受到四周液体的挤压而溃灭,气泡又重新凝聚成水,气泡破灭时,水流质点从四周以高速向气泡中心冲击,产生猛烈的局部水锤; 这种现象就是水泵的汽蚀现象;7. 气蚀余量 Hsv指水泵进口处,单位重量液体所具有超过饱和蒸气压力的富有能量;水泵厂一般常用气蚀余量来反映轴流泵、锅炉给水泵等的吸水性能;单位为mH 20 ;气蚀余量在水泵样本中也有以h 来表示的;2.4 离心泵的基本方程H1 u Cu CT22ug11u离心泵的理论扬程与液体的容重即密度无关但当输送不同容重的液体时,水泵所消耗的功率将是不同的;H TH1H 2水泵的扬程由两部分能量组成
6、,一部分为势扬程 H 1,另一部分为 动扬程 H2,它在流出叶轮时,以比动能的形式显现;2.5 离心泵装置的总扬程vv2122HH dH vZ 2 g2.6 离心泵的特性曲线离心泵的理论特性曲线没有考虑1.叶槽中液流不匀称的影响2.泵内部的水头缺失即摩阻损失和冲击缺失hvM(1)扬程 H 是随流量 Q 的增大而下降(2) 水泵的高效段:在肯定转速下,离心泵存在一最高效率点,称为设计点;该水泵经济工作点左右的肯定范畴内一般不低于最高效率点的10左右 都是属于效率较高的区段, 在水泵样本中,用两条波形线“”标出;(3) 轴功率随流量增大而增大,流量为零时轴功率最小;“闭闸启动” (4) 在 Q H
7、 曲线上各点的纵坐标,表示水泵在各不同流量Q 时的轴功率值;电机配套功率的挑选应比水泵轴率稍大;(5) 水泵的实际吸水真空值必需小于Q H S 曲线上的相应值, 否就,水泵将会产愤怒蚀现象;(6) 水泵所输送液体的粘度越大,泵体内部的能量缺失愈大,水泵的扬程H和流量 Q都要减小,效率要下降,而轴功率却增大,也即水泵特性曲线将发生转变;2.7 离心泵装置定速运行工况工况点 水泵瞬时工况点:水泵运行时,某一瞬时的出水流量、扬程、轴功率、效率及吸上真空高度等称水泵瞬时工况点;打算离心泵装置工况点的因素(1) 水泵本身型号;(2) 水泵实际转速;(3) 管路系统及边界条件;管路系统的特性曲线离心泵装置
8、工况Q0点的转变1自动调剂2人工调剂 : 调剂阀门;调剂转速;调剂叶轮; 水泵的联合运行2.8 离心泵装置调速运行工况1. 叶轮相像定律: 凡是两台泵能满意几何相像和运动相像的条件,称为工况相像泵;叶轮相像定律有三个方面:1、 第一相像定律确定两台在相像工况下运行水泵的流量之间的关系;Q3vnQ3nQmv mnmQmnm2、 其次相像定律确定两台在相像工况下运行水泵的扬程之间的关系;H2H mhnn22h mmHn2n22Hmm3、 第三相像定律确定两台在相像工况下运行水泵的轴功率之间的关系;5Nn3n3Nmm M m M Nn3n53Nmm2.8.2 相像定律的特例比例律把相像定律应用于以不
9、同转速运行的同一台叶片泵,就可得到比例律Q1n1Q2n2H 1 n1 2H 2n2N1 n1 3N 2n21已知水泵转速为nl 时的 Q H l 曲线,但所需的工况点,并不在该特性曲线上,而在坐标点 A 2Q2, H2处;现问;假如需要水泵在A 2 点工作,其转速 n2 应是多少 .求“相像工况抛物线”HkQ 2HAA2 1Q-HQ求 A 点:相像工况抛物线与Q H l 线的交点;nQ求 n2n122Q12、 比例律应用的数解方法Hn1 22nQn1n1Q2Sxk22Q1H x2 H xn1SxQ22.8.相像准数比转数 ns13Qnsn Qm2 H m 4H比转数 :当模型泵在上最高效率下,
10、当有效功率等于735.5W,扬程等于1M,流量等于0.075M3/S ,这时该模型泵的转数就叫做与他相像的实际泵的比转数;当流速肯定时,比转数越大,流量越大,扬程越低;几何相像的泵在相像工况下运行时,其比转数相等, 但同一台水泵在不同工况下运行时,其比转数并不相等;离心泵高扬程低流量,比转数低, 要降低比转数就要增大外经,减小内径 外型扁平, 叶轮番槽狭长成瘦长型2.8.4 调速途径级调速范畴( 出判定) 在确定水泵调速范畴时,应留意如下几点:(1) 调速水泵安全运行的前提是调速后的转速不能与其临界转速重合、接近或成倍数;不能超出振动频率(临界转速)大于第一临界转速的1;3 倍,小于其次临界转
11、速的70%(2) 水泵的调速一般不轻易地调高转速;(3) 合理配置调速泵与定速泵台数的比例;合理确定调速范畴(结合实际,几调几定)(4) 水泵调速的合理范畴应使调速泵与定速泵均能运行于各自的高效段内;调速前后要考虑高效段 切削率的运算2.10 离心泵并联工况并联工作的图解法1 、 同 型 号 的 两 台 或 多 台 泵 并 联 后 的 总 和 流 量 , 将 等 于 某 场 程 下 各 台 泵H0Q2、同型号、同水位的两台水泵的并联工作HNHSHMQ-HQ-H 1,2Q-H 1+2N1,2NQ1,2QQQ1+2结论:(1) N N 1,2,因此,在选配电动机时,要依据单条单独工作的功率来配套;
12、(2) Q Q1,2, 2Q Q 1+2,即两台泵并联工作时,其流量不能比单泵工作时成倍增加;3、不同型号的 2 台水泵在相同水位下的并联工作HQ-HHQ-HE+ Q-HBDQHQQ Q-HABQ-HBC4、假如两台同型号并联工作的水泵,其中一台为调速泵,另一台是定速泵;在调速运行中可能会遇到两类问题:(1) 调速泵的转速 n1 与定速泵的转速n2 均为已知,试求二台并联运行时的工况点;其工况点的求解可按不同型号的2 台水泵在相同水位下的并联工作所述求得;(2) 只知道调速后两台泵的总供水量为QPHP 为未知值 ,试求调运泵的转速 n 1值即求调速值 ;5、一台水泵向两个并联工作的高地水池输水
13、(1)水泵向两个高地水池输水2.11 离心泵的吸水性能1、气穴现象 :当叶轮进口低压区的压力Pk Pva 时,水就大量汽化,同时,原先溶解在水里的气体也自动逸出,显现“冷沸”现象,形成的汽泡中布满蒸汽和逸出的气体;汽泡随水流带入叶轮中压力上升的区域时,汽泡突然被四周水压压破,水流因惯性以高速冲向汽泡中心,在汽泡闭合区内产生猛烈的局部水锤现象,其瞬时的局部压力,可以达到几十兆帕; 此时,可以听到汽泡冲破时炸裂的噪音,这种现象称为气穴现象;1气蚀现象 :一般气穴区域发生在叶片进口的壁面,金属表面承担着局部水锤作用,经过一段时期后,金属就产生疲惫,金属表面开头呈蜂窝状,随之,应力更加集中,叶片显现裂
14、缝和剥落;在这同时,由于水和蜂窝表面间歇接触之下,蜂窝的侧壁与底之间产生电位差, 引起电化腐蚀,使裂缝加宽,最终,几条裂缝相互贯穿,达到完全蚀坏的程度;水泵叶轮进口端产生的这种效应称为“气蚀” ;气蚀的危害水泵性能恶化甚至停止出水; 水泵过流部件发生破坏;产生噪音和振动;为了防止气穴和气蚀现象要运算泵最大安装高度假如,泵安装时及地点的气压是ha,不是 10.33mH2O 时或水温是 t 而不是 20时,就对水泵厂所给定的 Hs 值进行修正:Hs =Hs-10.33-ha-hva-0.242v1P84Hsv+Hs=ha-hva+2 g2.13 轴流泵及混流泵轴流泵的基本构造: 吸入管叶轮(可以分
15、为固定式、 半调试和全调试三种)导叶轴和轴承密封装置工作原理:第三章 其他泵与风机射流泵工作原理流体经过喷管加速后压力会降低,射流泵就是利用这个原理,利用 工质加速后形成的真空卷吸要输送的流体;工作流体Qo 从喷嘴高速喷出时,在喉管入口处因四周的空气被射流卷走而形成真空,被输送的流体QS 即被吸入;两股流体在喉管中混合并进行动量交换, 使被输送流体的动能增加, 最终通过扩散管将大部分工作原理动能转换为压力能;1.2. 性能参数 H 1:喷嘴前工作液体具有比能mH 2O;H 2:射流泵出口处液体具有比能射流泵的扬程mH 2O; Ql:工作液体的流量m 3s; Q2:被抽液体的流量m 3s; F1
16、:喷嘴的断面积 m2;F2:混合室的断面积m 2流量比被抽液体流量Q2工作液体流量Q1压头比断面比射流泵优点、缺点优点:射流泵扬程工作压力喷嘴断面混合室断面H 2H1H 2F1 F2(1) 构造简洁、尺寸小、重量轻、价格廉价;(2) 便于就地加工,安装简洁,修理简洁;(3) 无运动部件,启闭便利,当吸水口完全露出水面后,断流时无危急; 4可以抽升污泥或其它含颗粒液体;5可与离心泵联合串联下作从大口井或深井中取水;缺点:效率较低;射流泵的应用(1) 用作离心泵的抽气引水装置;(2) 在水厂中利用射流系来抽吸液氯和矾液,俗称“水老鼠”;(3) 在地下水除铁曝气的充氧工艺中,利用射流泵作为带气、充气
17、装置,以达到充氧目的;(4) 作为生物处理的曝气设备及浮净比法的加气水设备;(5) 与离心泵联合工作以增加离心泵装置的吸水高度;(6) 在土方工程施工中,用于井点来降低基坑的地下水位等;气升泵原理依据连通管原理参数wh1rmHm h1hw:水的容重 kg m3; m:扬水管内水气乳液的容重kg m3;H 1:井内动水位至喷嘴的距离,称为喷嘴埋没深度m;h程上升度 m;只要wh1m H 时,水气乳液就能沿扬水管上升至管口而溢出,气升泵就能正常工作;优点:井孔内无运动部件,构造简洁,工作牢靠,在实际工程中,不但可用于井孔抽水,而且仍可用于提升泥浆、矿浆、卤液等;缺点:气升泵与深井泵相比,效率低;应
18、用:对于钻孔水文地质的抽水试验,石油部门的“气举采油” 以及矿山中井巷排水等方面, 气升泵的应用常具有特殊之处;往复泵原理依靠活塞、柱塞或隔膜在泵缸内往复运动使缸内工作容积交替增大和缩小来输送液体或使之增压的容积式泵;活塞自左向右移动时, 泵缸内形成负压, 就贮槽内液体经吸入电动往复泵阀进入泵缸内;当活塞自右向左移动时, 缸内液体受挤压, 压力增大,由排出阀排出;活塞往复一次,各吸入和排出一次液体, 称为一个工作循环; 这种泵称为单动泵;如活塞来回一次,各吸入和排出两次液体,称为双动泵;活塞由一端移至另一端,称为一个冲程;参数冲程:活塞或柱塞在泵缸内从一顶端位置移至另一顶端位置,这两顶端之间的
19、距离S 称为活塞行程长度 也称冲程 ,两顶端叫做死点;特点:1高扬程,小流量的容积式水泵;2必需开闸启动(3) 不能用闸阀来调剂流量;(4) 在给水排水泵站中,假如采纳往复泵时,就必需有调剂流量的设施; 5具有自吸才能;6出水不匀称;应用:在某些工业部门的锅炉给水方面、在输送持殊液体方面,在要求自吸才能高的场合下螺旋泵原理: 如图螺旋泵倾斜放置在水中,当电动机带动螺旋轴时,螺旋叶片下端与水接触, 水就从螺旋叶片的P 点进入叶片, 水在重力作用下, 随叶片下降到 Q 点,由于转动时的惯性力,学习必备欢迎下载叶片将 Q 点的水又提升至R 点、而后在重力作用下,水又下降至高一级叶片的底部如此不断循环
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