离心泵的结构和工作原理资料.doc

第二章 流体输送机械 流体输送机械——指向流体供给机械能的设备。 泵——输送液体的设备 压缩机——输送气体的设备 流体输送机械分类： 1．叶轮式（动力式）—依靠高速旋转的叶轮给液体动能，后再转变为静压能； 离心泵﹑轴流泵 2．容积式（正位移式）—依靠机械密封的工作空间作周期性的变化，挤压流体，以增加流体的静压能； 往复泵﹑旋转泵 3．流体动力作用式—利用流体流动时，动能与静压能相互转换来吸送流体； 喷射泵 气体输送机械：通风机，鼓风机，压缩机，真空泵 第一节 离心泵 一、离心泵的结构和工作原理 离心泵具有结构简单、流量大且均匀，操作方便的优点。 1．结构——由一高速旋转的叶轮和蜗状泵壳所组成。 2．工作原理 （1） 离心泵的操作 灌液——克服气缚现象 启动——先关闭出口阀门，再合闸 运转——逐步开启出口阀门，调节流量 停车——先关闭出口阀门，再拉闸 （2）工作原理： 1）液体的排出 2）液体的吸入 离心泵能不断地输送液体，主要是依靠泵内叶轮的高速旋转和逐渐扩大的通道，液体在泵壳内因离心力作用而获得了能量（动能）以提高压强。 （3）气缚现象——若离心泵在启动前，未灌满液体，壳内存在空气，使密度减小，产生的离心力就小，此时在吸入口所形成的真空度不足以将液体吸入泵内。所以尽管启动了离心泵，但不能输送液体。 二、离心泵的主要性能参数 离心泵铭牌上标注的参数—— 1．流量qV（送液能力）：指单位时间内泵能输送的液体量[L/s，m3/h] 2．扬程He（泵的压头）：指单位重量液体流径泵后所获得的流量。[m液柱] 测定压头的实验： 在1-1与2-2截面间列伯努利方程 注意：泵的扬程不能仅仅理解为升举高度。 3．功率和效率 （1）有效功率：单位时间内液体由泵实际得到的功。 Pe HeqV g [w] （2）轴功率：泵轴从电动机得到的实际功率Pa （3）效率 1）容积损失——由泵的泄漏所造成的。 a. 离开叶轮的高压液体，在吸入口与泵壳间的间隙回流到吸入口； b. 液体由轴套处，流出外界。 因此泵所排出的液体量小于泵的吸入量。 2）水力损失——液体在泵内摩擦阻力和局部阻力所引起的。 3）机械损失——泵运转时，与轴承、轴封等机械部件的机械摩擦。 泵的总效率反映了上述三种损失之总和 三、离心泵的特性曲线 1．离心泵的特性曲线 （1）He-qV曲线 （2）Pa-qV曲线 （3） - qV曲线 讨论： 1）为什么在启动离心泵时，要关闭出口阀门？ 2）泵的铭牌上所标明的，是在最高效率下的流量，扬程和功率。 3）高效率区——在最高效率的93%内。 2．叶轮转数及尺寸对特性曲线的影响 比例定律：， 切割定律： 3．物理性质对特性曲线的影响 1） ： ↑，hf ↑，He↑，qV↑，Pa↑， ↓ 2） ：He、qV无影响，Pa↑ 四、离心泵的安装位置和汽蚀现象 离心泵的安装位置可高于液面，也可低于液面。离心泵吸入液体是依靠叶轮的高速旋转，在吸入口（叶轮中心处）形成负压。 假设吸入口（叶轮中心处）形成的负压为绝对真空，则压差为1atm，可将液体吸上10.33m高度. 当吸入口的压强接近水的饱和蒸汽压时，就会吸不上水——汽蚀现象 1．汽蚀现象 当泵的安装位置不合适时，液体的静压能在吸入管内流动克服位差、动能、阻力后，在吸入口处压强降至该温度下液体的饱和蒸汽压Pv时，液体会汽化，并逸出所溶解的气体。这些汽泡进入泵体的高压区后，遽然凝结，产生局部真空，使周围的 液体以高速涌向汽泡中心，造成冲击和振动。大量气泡破坏了液体的连续性，阻塞流道，增大阻力，使流量、扬程、效率明显下降，严重时泵不能正常工作，给泵体以破坏。 2．离心泵的安装高度 （1）最大吸上真空高度：发生汽蚀现象时的吸上真空高度，Hs，max。 [m液柱] 允许吸上真空高度： [m液柱] Hs，允许 Hs，max－0.3m（安全量） 在液面-吸入口之间列伯努利方程， 结论：为了提高安装高度，应尽量减少u12/2g、 Hf，0-1值，故对吸入管的要求是直径尽可能大、长度尽可能短、减少管件和阀门。 制造厂提供的Hs，允许值，是在10mH2O，20℃下水的值。 若条件不同，则需换算： [mH2O] 式中，Ha——实际工作大气压； Hv——操作温度下的pv[mH2O]。 若不是水，则作如下校正： 式中，——校正后的允许吸上真空高度； ——使用地点的大气压，Pa ——输送液体的饱和蒸汽压，Pa ——输送液体的密度，kg/m3 （2）有效汽蚀余量 h——指离心泵入口处，液体静压头和动压头之和超 过液体操作温度下饱和蒸汽压的某一最小的指定值。 为防止汽蚀现象的发生，一般在计算时取 h允许 ha+0.3m， 汽蚀余量是按20℃水测定，刻在铭牌上。 h总是正值，对某些有机熔剂，Hg可能是负值，说明泵必须安装在