1-6离心泵详解.ppt

化 学 工 程 基 础 化 学 工 程 基 础 流体输送机械 重点介绍离心泵的结构、工作原理及使用。 概述 流体输送机械：用来输送流体并向它提供能量的机械设备。 泵：用于输送液体 风机或压缩机：用于输送气体 分 类 离心式：离心泵、离心式风机 往复式：往复泵、往复式压缩机 旋转式：旋转泵、旋转式风机 流体作用式：喷射泵 离心泵 离心泵的外观 离心泵的结构与工作原理 离心泵的结构 离心泵的结构与工作原理 离心泵的结构与工作原理 气缚现象：离心泵启动时，若泵内存有空气，由于空气密度 很低，旋转后产生的离心力小，因而叶轮中心区所形成 的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内，虽启动离心泵 也不能输送液体。此种现象称为气缚。 灌泵：为防止气缚现象发生，启动离心泵前必须向泵内灌满 液体，此过程称为灌泵。 底阀：为防止启动前灌入的液体从泵内流出，在吸入管路上 装有单向底阀。 滤网：防止液体中的固体颗粒被吸入而堵塞管道和泵壳。 泵后阀：调节流量。 离心泵的主要部件 叶轮：为流体提供能量。 闭式叶轮 适用于高扬程，输送洁净的液体。一般离心泵大多采用闭式叶轮 半开（闭）式叶轮 适用于输送含固体颗粒和杂质的液体 开式叶轮 制造简单，清洗方便，不易堵塞，适用于输送含较多固体的悬浮液或输送浆状、糊状液体。 离心泵的主要部件 叶轮 ——前、后盖板 ——前盖板 ——无盖板 泵壳 离心泵的外壳多为蜗壳形， 其内有一个截面逐渐扩大的蜗形 通道。叶轮在泵壳内顺着蜗形通 道逐渐扩大的方向旋转，由于通 道逐渐扩大，以高速从叶轮四周 抛出的流体可逐渐降低流速，减 少能量损失，从而使部分动能有 效地转化为静压能。 泵壳不仅能收集和导出流体， 同时又是能量转换装置。 离心泵的主要部件 离心泵的主要部件 泵轴和轴封 位于叶轮中心且与叶轮所在平面垂直的一根轴。它由电机带动旋转，以带动叶轮旋转。在泵轴与泵壳的连接处装有轴封，防止高压液体或泵外空气由泵轴与泵壳的间隙泄漏。 填料密封 机械密封 离心泵的主要性能参数 1、流量Q：单位时间内泵输送液体的体积，单位是l/s、m3/s、 　　　　　m3/h。 2、压头H：泵为单位重量流体所提供的能量，与泵的结构、 转速、流量等有关，又称扬程，单位是m(J/N)。 3、效率η：流体得到的有效能量与电机传给泵轴能量的比值。 4、轴功率N：电机传给泵轴的功率。 有效功率Ne：液体从叶轮获得的功率。 离心泵的特性曲线 Q、H、N、η之间的关系可 由实验测得，将H-Q、N-Q、 η-Q三条关系曲线称为离心泵 的特性曲线，它与转速有关。 H-Q： N-Q： η-Q： H随Q增加而减小。 N随Q增加而增大， Q=0时，N最小。 Q=0时η=0，Q增大，η先 增后减，存在一最大值，此点为 最高效率点，称设计点，与最高 效率点对应的Q、H、N值称为最 佳工况，泵的工作范围应在最高 效率92%的区域。 汽蚀现象与泵的安装高度 汽蚀现象 当泵内某点的压强低至液体饱和蒸汽压时部分液体将汽化，产生的汽泡被液流带入叶轮内压力较高处再凝聚。由于凝聚点处产生瞬间真空，造成周围液体高速冲击该点，产生剧烈的水击。瞬间压力可高达数十个MPa，众多的水击点上水击频率可高达数十kHz，且水击能量瞬时转化为热量，水击点局部瞬时温度可达230℃以上。 症状：噪声大、泵体振动，流量、压头、效率都明显下降。 后果：高频冲击加之高温腐蚀同时作用使叶片表面产生一个个凹穴，严重时成海绵状而迅速破坏。 防止措施：把离心泵安装在恰当的高度位置上，确保泵内压强最低点处的静压超过工作温度下被输送液体的饱和蒸汽压 pv。 气蚀现象与离心泵的安装高度 避免发生气蚀现象的最大安装高度为允许安装高度。这一高度与流体的性质、大气压、吸入管道上的阻力损失等有关。 液体温度越高，饱和蒸汽压越小，允许安装高度越低。 吸入管道上阻力损失越大，允许安装设计越低。 离心泵的气蚀余量 为了避免发生气蚀现象，在离心泵的入口处液体的静压头p1/ρg与动压头u12/2g之和必须大于操作温度下的液体饱和蒸汽压头pv/ρg某一数值，此数值即为离心泵的气蚀余量（NPSH)，即 若以输送液体的液柱高度来计算离心泵入口处的最高真空度，则此真空度称为离心泵的允许吸上真空度，以Hsˊ来表示，即 Hsˊ值的大小与泵的结构、流量、被输送液体的性质及当地大气压等因素有关。通常由泵的制造工厂在98.1kPa下，用