第二章离心泵课件.ppt
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1、化化 工工 原原 理理主讲人主讲人:姜美英姜美英2/8/20231巨化培训中心第二章:液体输送机械第二章:液体输送机械离心泵离心泵一、离心泵的主要部件和工作原理一、离心泵的主要部件和工作原理二、离心泵的主要性能和特性曲线二、离心泵的主要性能和特性曲线三、影响离心泵性能的主要因素三、影响离心泵性能的主要因素四、离心泵的工作点和流量调节四、离心泵的工作点和流量调节五、离心泵的串、并联五、离心泵的串、并联六、离心泵的安装高度与气蚀现象六、离心泵的安装高度与气蚀现象七、离心泵的安装与注意事项七、离心泵的安装与注意事项2/8/20232巨化培训中心流体从流体从 低处低处高处、低压高处、低压高压、近处高压
2、、近处远处远处,需要对流体需要对流体做功,增加流体的机械能,做功,增加流体的机械能,流体输送机械的作用就是向系统流体输送机械的作用就是向系统补充所需机械能,用于流体的补充所需机械能,用于流体的输送输送或或加压加压第二章:液体输送机械第二章:液体输送机械离心泵离心泵2/8/20233巨化培训中心 由由于于被被输输送送液液体体的的性性质质,如如黏黏性性、腐腐蚀蚀性性、混混悬悬液液的的颗颗粒粒等等都都有有较较大大差差别别,温温度度、压压力力、流流量量也也有有较较大大的的不不同同,因因此此,需需要要用用到到各各种种类类型型的的泵泵。根根据据施施加加给给液液体体机机械械能能的的手手段段和和工工作原理的不
3、同,大致可分为四大类。作原理的不同,大致可分为四大类。泵的分类泵的分类离心泵:依靠旋转运动的叶轮产生的离离心泵:依靠旋转运动的叶轮产生的离 心力进行工作心力进行工作往复泵:依靠作往复运动的活塞进行工作往复泵:依靠作往复运动的活塞进行工作旋转泵:依靠旋转的转子进行工作旋转泵:依靠旋转的转子进行工作流体作用泵:依靠另一种流体进行工作流体作用泵:依靠另一种流体进行工作2/8/20234巨化培训中心液体输送机械的分类液体输送机械的分类 其其中中离离心心泵泵具具有有结结构构简简单单、流流量量大大而而且且均均匀匀、操操作作方方便便等等优优点点,在在化化工工生生产产中中的的使使用用最最为为广广泛泛。本本章章
4、重重点点讲讲述述离离心心泵泵、往往复复泵泵,对其它类型的泵作一般介绍。对其它类型的泵作一般介绍。2/8/20235巨化培训中心一、离心泵的工作原理与主要部件一、离心泵的工作原理与主要部件1、离心泵的结构离心泵的结构叶轮叶轮泵壳泵壳电机电机泵轴泵轴排出口排出口吸入管道吸入管道吸入口吸入口轴封装置轴封装置泵泵单向底阀单向底阀滤网滤网2/8/20236巨化培训中心离心泵外形离心泵外形2/8/20237巨化培训中心(1)排出阶段)排出阶段叶轮旋转叶轮旋转(产生离心力,使液体产生离心力,使液体获得能量获得能量流体流入涡壳流体流入涡壳(动能动能转化成转化成静压能静压能)流向输出管路流向输出管路 (2)吸入
5、阶段)吸入阶段液体自叶轮中心液体自叶轮中心甩向外甩向外缘缘叶轮中心形成叶轮中心形成低压区低压区贮槽液面与泵入口形成贮槽液面与泵入口形成压差压差液体液体吸入吸入泵内泵内2、工作原理工作原理2/8/20238巨化培训中心气缚现象气缚现象:泵内未充满液体,气体密度低,产生泵内未充满液体,气体密度低,产生离心力小,在叶轮中心形成的低压不足以将液体离心力小,在叶轮中心形成的低压不足以将液体吸吸上上离心泵无自吸能力,离心泵无自吸能力,启动前启动前必须将泵体内充满必须将泵体内充满液体液体灌泵灌泵离心泵的第一现象:离心泵的第一现象:2/8/20239巨化培训中心2/8/202310巨化培训中心1)叶轮)叶轮:
6、叶轮由叶轮由612片叶片组成片叶片组成作用:把原动机作用:把原动机(电机电机)的机械能传递给液体,提高液体的的机械能传递给液体,提高液体的动能动能和和静压能静压能。叶叶轮轮的的类类型型3 3、主要部件及作用主要部件及作用分类:按叶片两侧有无盖板分类:按叶片两侧有无盖板:闭式、半开式、开式闭式、半开式、开式2/8/202311巨化培训中心闭式叶轮闭式叶轮:适用于输送清洁液体,:适用于输送清洁液体,效率高效率高开式和半开式叶轮开式和半开式叶轮:流道:流道不易堵塞不易堵塞,适用于,适用于输送含有固体颗粒的液体悬浮液,但输送含有固体颗粒的液体悬浮液,但效率低效率低一般离心泵大多采用一般离心泵大多采用闭
7、式叶轮闭式叶轮2/8/202312巨化培训中心(a)后盖板平衡孔单吸式双吸式按吸液方式叶轮分为:按吸液方式叶轮分为:单吸式、双吸式单吸式、双吸式单吸式单吸式:结构简单,液体从叶轮一侧被吸入:结构简单,液体从叶轮一侧被吸入双吸式双吸式:吸液能力大吸液能力大,基本上,基本上消除轴向推力消除轴向推力2/8/202313巨化培训中心 2)泵壳)泵壳:蜗壳形:蜗壳形作用:动能作用:动能静压能,静压能,提高液体压力提高液体压力,能量转能量转换装置换装置2/8/202314巨化培训中心3)轴封装置)轴封装置作用:防止高压液体外泄及外部空气进入泵内。密封装置作用:防止高压液体外泄及外部空气进入泵内。密封装置分
8、类:填料密封、机械密封分类:填料密封、机械密封比较:机械密封性能更好,但价格较高比较:机械密封性能更好,但价格较高2/8/202315巨化培训中心扬程扬程(泵的压头)(泵的压头)指泵对单位重量(指泵对单位重量(1N)的液体所提供的的液体所提供的有效能量。用符号有效能量。用符号 He 表示,其单位为表示,其单位为m液柱。离心泵压头取液柱。离心泵压头取决于泵的结构(叶轮直径、叶片弯曲情况)转速和流量,也决于泵的结构(叶轮直径、叶片弯曲情况)转速和流量,也与液体的密度有关。对于一定的泵在指定的转速下,与与液体的密度有关。对于一定的泵在指定的转速下,与 qv之之间存在一定关系间存在一定关系.二、二、离
9、心泵的性能参数与特性曲线离心泵的性能参数与特性曲线 流量流量:(送液能力)(送液能力)指单位时间内泵排到管路系统中的指单位时间内泵排到管路系统中的液体体积,用符号液体体积,用符号qv 表示,其单位为表示,其单位为m/h或或m/s,其大小主其大小主要取决于泵的结构、尺寸和转速等。要取决于泵的结构、尺寸和转速等。注意与升扬高度的区别注意与升扬高度的区别1、主要性能参数、主要性能参数2/8/202316巨化培训中心 功率:功率:泵的有效功率是指单位时间内液体从泵中叶轮获得泵的有效功率是指单位时间内液体从泵中叶轮获得的有效能量,用符号的有效能量,用符号Ne表示,单位为表示,单位为W或或kW。因为离心泵
10、排因为离心泵排出的液体质量流量为出的液体质量流量为 qm ,所以泵的有效功率为所以泵的有效功率为 液体液体泵泵电动机电动机轴功率轴功率有效功率有效功率2/8/202317巨化培训中心小型泵效率:小型泵效率:5070%;大型泵效率:;大型泵效率:90%左右左右 效率效率:有效功率和轴功率的百分比有效功率和轴功率的百分比能量损失包括:能量损失包括:容积损失容积损失(泄漏、倒流、重复做功)、(泄漏、倒流、重复做功)、机械损失机械损失(摩擦)、(摩擦)、水力损失水力损失(局部能量损失)(局部能量损失)2/8/202318巨化培训中心 离心泵典型的特性曲线离心泵典型的特性曲线2、离心泵的特性曲线及影响因
11、素分析、离心泵的特性曲线及影响因素分析(1)离心泵的特性曲线)离心泵的特性曲线2/8/202319巨化培训中心(C)-Q 曲线:存在最高效率曲线:存在最高效率点点.设计点设计点:最高效率点。:最高效率点。(A)H-qv 曲线曲线:qv,H选用离心泵,选用离心泵,尽可能在高效区内工作尽可能在高效区内工作 离心泵典型的特性曲线(2)泵的共性(特性)泵的共性(特性曲线的共同点):曲线的共同点):(B)N-qv 曲线曲线:qv,N 关出口阀启动目的:减小关出口阀启动目的:减小启动电流启动电流,防止烧坏电机。防止烧坏电机。2/8/202320巨化培训中心FI-03FI-01FI-02离心泵性能曲线测定装
12、置图离心泵性能曲线测定装置图(3)离心泵性能曲线实验测定)离心泵性能曲线实验测定2/8/202321巨化培训中心 测定原理测定原理 测定数据测定数据 不同不同流量流量下下真空表真空表、压力表压力表、功率表功率表的读数的读数 绘制曲线绘制曲线2/8/202322巨化培训中心(4)液体物性对离心泵特性曲线的影响)液体物性对离心泵特性曲线的影响 流体密度变化时,应校正流体密度变化时,应校正 N-Q Q 曲线曲线、密度对泵特性曲线的影响密度对泵特性曲线的影响2/8/202323巨化培训中心 粘度对泵特性曲线的影响粘度对泵特性曲线的影响 定性分析:定性分析:叶轮叶轮转速对特性曲线的影响转速对特性曲线的影
13、响 同一台离心泵,转速改变,特性曲线也发生变化同一台离心泵,转速改变,特性曲线也发生变化比例定律:比例定律:适用:叶轮转速变化不超过适用:叶轮转速变化不超过20%2/8/202324巨化培训中心叶轮直径对特性曲线的影响叶轮直径对特性曲线的影响切削法:切削法:同一型号的泵,可通过切削叶轮直径,而维持其余尺寸(包括叶轮出口截面积)不变来改变泵的特性曲线的方法切削定律:切削定律:在叶轮直径变化不大(不超过(不超过5%)时适用2/8/202325巨化培训中心三、离心泵的工作点与流量调节三、离心泵的工作点与流量调节1管路的特性曲线管路的特性曲线:每种型号的离心泵在一定转速下,都有其自身固有的每种型号的离
14、心泵在一定转速下,都有其自身固有的特性曲线。特性曲线。但当离心泵安装在特定管路系统操作时,但当离心泵安装在特定管路系统操作时,实际的工作压头和流量不仅遵循特性曲线上二者的对实际的工作压头和流量不仅遵循特性曲线上二者的对应关系,而且还受管路特性所制约。应关系,而且还受管路特性所制约。管路特性曲线:管路特性曲线:表示流体通过某一特定管路所需表示流体通过某一特定管路所需要的压头与流量的关系。要的压头与流量的关系。19如图所示,若两液面皆维持恒如图所示,若两液面皆维持恒定,则流体流过管路所定,则流体流过管路所需要的需要的压头为压头为:因为因为2/8/202327巨化培训中心对于固定的管路和一定的操作条
15、件,对于固定的管路和一定的操作条件,为固定值,与管路中的流为固定值,与管路中的流体流量无关。体流量无关。管径不变管径不变,用用A表示表示用用B表示表示即管路特性曲线方程。即管路特性曲线方程。20所以上式可写成 讨论讨论 曲线在曲线在H轴上截距;管路所需轴上截距;管路所需最小外加压头;最小外加压头;高阻管路,曲线较陡;低阻高阻管路,曲线较陡;低阻管路曲线较平缓。管路曲线较平缓。管路特性曲线的形状由管路管路特性曲线的形状由管路布局和流量等布局和流量等条件来确定,而条件来确定,而与离心泵的性能无关。与离心泵的性能无关。2.离心泵的工作点离心泵的工作点 若将泵的特性曲线和管路的特性曲线绘在同一图中若将
16、泵的特性曲线和管路的特性曲线绘在同一图中,两曲线交点两曲线交点P称为泵在该管路上的工作点。称为泵在该管路上的工作点。21工作点对应的工作点对应的(qv,H)即)即泵的实际工作状态泵的实际工作状态 若泵在该点所对应的效率是若泵在该点所对应的效率是在最高效率区在最高效率区,即为系统的即为系统的理想工作点。理想工作点。22流量调节的方法有两种:流量调节的方法有两种:(1)改变管路特性:改变泵出口阀的开度。)改变管路特性:改变泵出口阀的开度。阀门开度减小时阀门开度减小时,流量减小,流量减小,泵的扬程升高,泵的扬程升高,工作点由工作点由P移移到到P1,管路特性曲线变陡管路特性曲线变陡;阀门开度增大时,流
17、量增大,阀门开度增大时,流量增大,泵的扬程降低,泵的扬程降低,工作点由工作点由P移移至至P2,管路特性曲线变缓。管路特性曲线变缓。特点:操作方便,简单易行,当阀门开度减小时特点:操作方便,简单易行,当阀门开度减小时,因局部阻因局部阻力增加力增加,需额外消耗部分能量,需额外消耗部分能量,-生产中最常生产中最常用的手段用的手段23(2)改变泵的特性:改变泵的转速和叶轮的直径可使泵的特)改变泵的特性:改变泵的转速和叶轮的直径可使泵的特性曲线发生改变,性曲线发生改变,A、改变转速:、改变转速:当转速当转速n减小到减小到n1时,工作点由时,工作点由P移到移到P1,流量就相应地减小;,流量就相应地减小;当
18、转速当转速n增大到增大到n2时,工作点时,工作点由由P移到移到P2,流量就相应地增,流量就相应地增大。大。B、改变叶轮直径:、改变叶轮直径:增大叶轮直径,曲线上移增大叶轮直径,曲线上移减小叶轮直径,曲线下移减小叶轮直径,曲线下移要装变速要装变速器器调节幅调节幅度有限度有限24(1)并联泵)并联泵单台泵不能满足输送任务要求可采用多台泵的并联和串联,增大流量或者压头。两泵型号相同,吸入管路相同在同一压头下,两台并联泵的 流量等于单台泵的两倍2、泵的组合操作、泵的组合操作 2/8/202333巨化培训中心将单台泵特性曲线将单台泵特性曲线A的横坐标加的横坐标加倍,纵坐标保持不变便可得到两倍,纵坐标保持
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