水泵基本参数及特性曲线讲解.pptx
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1、1前 言学时安排:水泵基础理论(20)+泵站(16)课堂任务(1)有关基础知识(包括概念、公式定律及分析思路);(2)介绍与专业生产联系较紧密的技能常识;(3)介绍泵业发展新动向及研究前沿课题。课后任务自学,作业参考课堂内容查阅资料课外科研第1页/共91页2一、泵的定义定义:将其它形式的能量转化为机械能并传递给被输送介质的动能和压能的一种机械背景知识:泵是我国三大耗能机械产品(汽车、机床、水泵)之一,水泵效率提高1%即相当于我国新建了一座300MW发电厂。我国风机、泵的总用电占全国用电量的31%,占工业用电的约50%,各工业部门机泵用电量均占60%以上。例如:电力72.43%;化肥76%;炼油
2、58.15%;油田63.3%第2页/共91页3二、泵的分类根据不同的标准有不同的分类方法:介质性质(用途):清水泵、污水泵、渣浆泵、油泵泵体结构:叶片泵、容积泵(往复泵或活塞泵、转子泵)、其他类型泵(螺旋泵、气升泵、射流泵、水锤泵)叶片泵按输送特性或工作原理分为:离心泵、轴流泵、混流泵 小知识小知识给排水、石油化工、航空航天、水利水电中最常用的泵为叶片泵叶片泵定义:通过高速旋转的叶轮把机械能传给被抽吸液体的机械。第3页/共91页4离心泵第4页/共91页5轴流泵第5页/共91页6混流泵第6页/共91页7三、作用和地位1、作用:输送、加压、混合水泵及水泵站是给排水工程的主体动力工程一种医用泵人体血
3、液体外循环泵,即是泵与给排水工程关系的最好例子,即心脏与肌体的关系,输送介质即为血液。2、泵站在给排水中的位置给水厂:取水泵站(取自水源)净水处理工艺构筑物(过滤反冲洗)送水泵站(至用户管网)污水处理厂:污水泵站(收集污水)水处理工艺构筑物(回流污泥泵房、排污泵)排水泵站(或自排入水体)输送管道工程:中途加压泵站(给水)、提升泵站(排水)第7页/共91页8四、泵的研究现状泵应用研究所关心的两大问题工程实用性:不同类型的泵应满足各行各业工艺要求,且具有易维修及耐久性;经济运行:泵工艺制造方面造价低,实际运行费用低。主要研究泵的设计理论:提高效率、汽蚀防治、消除驼峰(小流量不稳定运行)、无过载设计
4、等泵的优化运行研究动态特种泵的设计低比转速泵、超低比转速泵、渣浆泵(固液两相流)、高温高扬程泵(锅炉水)、低温高压泵(液态氮、液态二氧化碳)、电动潜油泵、砂泵、磁力驱动离心泵。其他特种泵如往复泵(扬程高,流量稳定)第8页/共91页9四、泵站的研究现状节能改造措施近年来,节能改造更换耗能大的老设备;改造设备包括切割叶轮外径、减少叶轮级数,改用高效率泵和机电;合理设计选型等,进一步节能的潜力在于运行中的优化调度。设计选型的误区一般没有过多考虑经济运行,而按最不利工况选泵。实际工业生产中,各厂的原料一般达不到设计要求,减量较大,处理量时大时小,靠阀门调节流量能耗很大。第9页/共91页第二章10第二章
5、 叶 片 式 水 泵 泵的工作原理、基本构造及主要零件第10页/共91页第二章11第一节 离心泵的工作原理与基本构造 一、叶片泵发展的历史二、叶片泵特点 依靠叶轮高速旋转完成能量转换三、叶片泵的分类 根据水流通过叶轮时的受力方向:径向流离心泵主力为离心力轴向流轴流泵主力为轴向升力斜向流混流泵主力为离心力和轴向升力的合力 第11页/共91页第二章12一、工作原理 P4图2-1 转速H半径H质点绕定位的中心轴作圆周运动时受到离心力作用 第12页/共91页第二章13二、构成 P4图2-2单级单吸式离心泵,图2-3叶轮叶轮、泵壳、泵轴、轴承、进水口、扩压室、支座、轴封吸水管、出水管 第13页/共91页
6、第二章14三、工作过程 P5图2-31、离心、真空工作、连续2、能量的转换及损失 第14页/共91页第二章15第二节 离心泵主要零件 根据工作原理理解主要部件的结构及其作用P5图2-4 重点五大部件,结合认识实习进一步建立感性认识依次为:叶轮、泵壳、泵轴、填料函、检漏环、轴承、泵座、联轴器 第15页/共91页第二章16一、叶轮1、作用:通过其旋转时介质流体获得离心力 2、形状、型式 根据吸水方式分为:单吸式、双吸式(P5图2-3、P6图2-5)根据盖板数分为:封闭式、敞开式、半开式(P6图2-6)其形状(前弯式、后弯式、径向式、空间式叶片等)通过水力计算决定 3、材料:铸铁、铸钢、青铜及其它新
7、型材料(特点:耐磨、耐腐蚀、机械强度)第16页/共91页第二章17第17页/共91页第二章18二、泵壳 1、作用:水流通道、导流,其渐扩面的设计应尽量减小速度梯度,保证良好的水力条件 2、形状:蜗壳形、螺旋形特点:渐扩断面时流速保 持常数,出口扩散管使流速降低增加压能以减小水力损失3、材料:铸铁、青铜(特点:耐压、耐磨、耐腐蚀、抗冲击)4、其他:充水、放气孔真空、压力表测压螺孔 第18页/共91页第二章19三、泵轴作用:叶轮的旋转中心,其转速不能与共振的临界转速相当或成倍数以防止共振 材料:碳素钢、不锈钢(特点:抗扭强度、刚度、挠度)第19页/共91页第二章20四、填料函作用:轴封装置,泵轴穿
8、出泵壳时,轴与泵壳之间的缝隙 组成:填料又叫盘根(阻水、阻气);压盖(压紧填料);水封环、水封管(水封水有水封管流入轴与填料的间隙,起冷却与润滑的作用)第20页/共91页第二章21五、减漏环作用:减少叶轮入口的外圆与泵壳内壁接缝处高低压的交界面的泵壳内高压水向吸水口回流、承磨(承磨环)形式:单环型、双环型、双环迷宫型 材料:第21页/共91页第二章22其它零件六、轴承座作用:支承 分类构造特性:滚动、滑动荷载大小:滚柱、滚珠荷载特性:径向、止推2.冷却:空冷、水冷 七、泵座作用:将泵体与底板或基础相固定第22页/共91页第二章23其它零件 八、联轴器作用:(P10图2-14)连接泵轴与电机轴、
9、传递电机出力 九、轴向力平衡措施(P10图2-15、16)单吸离心泵,由于叶轮在轴向上缺乏对称性,工作是 前后两侧水压力不同,产生轴向推力习题:1、理解离心泵的工作原理及工作过程2、离心泵主要部件及作用第23页/共91页第二章24参观模型室 参观内容:1.泵的型式(1)离心泵叶片、轴流泵叶片、混流泵叶片(2)双吸离心泵、单吸离心泵(3)单级离心泵、多级离心泵 2.泵体构造 叶片(叶轮)、泵壳、泵轴、填料函、检漏环、轴承、泵座、联轴器 3.水环真空泵 4.射流泵5.轴流泵装置模型 6.离心泵装置 7.离心泵的起动过程(抽真空启动、闸阀的操作)8.离心泵主要性能参数的测量与计算第24页/共91页第
10、二章25复习叶片泵工作原理离心泵泵体结构及基本零件叶轮(叶片、流道)、泵壳、泵轴、轴承、填料盒(填料、水封管、水封水)、减漏环、连轴器、轴向力平衡措施、泵座第25页/共91页第二章26第三节 叶片泵的基本性能参数(掌握定义、单位、符号及参数间的影响关系)流量单位时间内通过水泵出口的液体数量 Q()()扬程单位重量液体从泵进口到出口所增加能量 H()轴功率水泵从动力机实际获得的功率 (泵轴传递的功率)N(kW)有效功率轴功率扣除泵轴承摩擦及泵内水力损失、容积损失、机械损失等造成的功率损失后水泵的输出功率(Nu=rQH)第26页/共91页第二章27第三节 叶片泵的基本性能参数效率水泵有效功率与水泵
11、轴功率之比 转速水泵叶轮每分钟的转速 rpm 注意:水泵的各项性能参数与叶轮转速有关 第27页/共91页第二章28第三节 叶片泵的基本性能参数允许吸上真空高度 水泵在给定的条件下保证不产生气蚀的最大吸上真空高度(单位:m)汽蚀余量(NPSH)为不发生汽蚀,在水泵进口单位重量的水所具有的能量减去水的饱和气化压头后所剩余的值(单位:m)注意:满足水泵的吸水条件是保证水泵正常运行的必要条件 两个概念从不同侧面反映水泵吸水性能的好坏第28页/共91页第二章29本章需要了解:泵理论描述水泵基本性能参数间的关系(扬程、功率、效率、汽蚀性能曲线、相对性能曲线等)泵的应用水泵样本提供水泵铭牌、性能曲线、泵的构
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