离心泵2016-复习

＠CUPC2019/12/201泵和压缩机（华东）化工装备与控制工程系＠CUPC2019/12/202离心泵1.1离心泵的基本结构和工作原理1.2离心泵的基本方程式1.3液体获得能头分析1.4离心泵的汽蚀1.5离心泵的性能曲线1.6离心泵的相似原理及其应用1.7输送粘液时离心泵性能曲线的换算1.8离心泵的装置特性与工况调节1.9离心泵的系列及选用1.10离心泵的主要零部件1.11离心泵的节能＠CUPC2019/12/2031.1㈠离心泵的基本构成1.主要部件：2.过流部件：⑴吸入室：⑵叶轮：叶轮、吸入室、蜗壳（压出室）或导叶、诱导轮、轴封、口环、轴承箱（支架）、平衡盘。离心泵中唯一的做功元件！⑶蜗壳：基本结构图＠CUPC2019/12/2041.1㈢离心泵的简单分类1.按液体吸入叶轮方式⑴单吸式泵⑵双吸式泵2.按叶轮级数⑴单级泵：只有一个叶轮⑵多级泵：一轴上串有两个以上的叶轮3.按壳体剖分方式⑴中开式泵：通过轴水平线水平分开（图1-3，p5），多为蜗壳。⑵分段式泵：垂直于轴平面分开（图1-4，p6），导叶式。＠CUPC2019/12/2051.1㈢离心泵的简单分类4.按泵体形式⑴蜗壳式⑵双蜗壳式：平衡径向力，双蜗壳或双层蜗室（图1-5，p6）⑶筒式泵：双层泵壳，外层承压，内筒起蜗室的作用。（图1-6，p7）5.按输送介质清水、油泵、耐腐蚀泵、液态烃泵、医药泵冷凝水泵、油浆泵、泥浆泵、污水泵、饮料泵。＠CUPC2019/12/2061.1㈣离心泵的主要工作参数①流量Q②扬程H③转速n④功率N⑤效率η⑥其他（Δhr、Hs、ns）＠CUPC2019/12/2071.1㈣离心泵的主要工作参数⑴在已知管路中输送一定的流量时，计算泵所需要的扬程。扬程的工程计算：两种情形泵给出的扬程（能头）H=输送液体消耗的能头。J/kg2)(22fABABABhccHHgppH（1-1）⑵计算运转中的泵的实际扬程。泵出入口的能量方程：J/kg（1-2）222SDSDSDccgZppH进出口直径相同或相差很少时cS=cDSDSDgZppHJ/kg（1-3）＠CUPC2019/12/2081.1㈣离心泵的主要工作参数①提高位高；②克服阻力；③增加液体静压能和速度能H是液体获得的能量，不是简单的排送高度！特别注意！H由能量方程显然可以看出m（1-1）’＠CUPC2019/12/209离心泵1.1离心泵的基本结构和工作原理1.2离心泵的基本方程式1.3液体获得能头分析1.4离心泵的汽蚀1.5离心泵的性能曲线1.6离心泵的相似原理及其应用1.7输送粘液时离心泵性能曲线的换算1.8离心泵的装置特性与工况调节1.9离心泵的系列及选用1.10离心泵的主要零部件1.11离心泵的节能＠CUPC2019/12/20101.2离心泵的基本方程式一、液体在叶轮中的流动规律——速度三角形二、描述离心泵内液体流动的三个基本方程式内容：研究叶轮与流体之间的能量传递过程；确定泵使液体获得有效能头＠CUPC2019/12/2011TTNNTToHQMToTQMH111222coscosddrcrcQtLMToo111222coscosrcrcQQHTTT合并二②欧拉方程式cosccruu,欧拉公式（重要！）coscos11222crcrHTJ/kg(1-7)uuTcucuH1122uuTcucugH11221m液柱(1-7a)coscos11222crcrHT＠CUPC2019/12/2012ω轴向吸入的离心泵，液流在叶轮入口无预旋：蜗形吸入的离心泵：0u1c2u21u1u10ucucc但)(111221122uuTuuTcucugHcucuHuTuTcugHcuH22221简化二②欧拉方程式＠CUPC2019/12/2013结论uuTcucuH1122cos,uccru22222221111111bDcfcQbDcfcQQrrrr二②欧拉方程式TH1.与进出口速度有关，即D、β、n、QT有关；TH2.与液体性质无关，对每公斤质量的介质所给能量相同……水，汽，油。＠CUPC2019/12/2014离心泵1.1离心泵的基本结构和工作原理1.2离心泵的基本方程式1.3液体获得能头分析1.4离心泵的汽蚀1.5离心泵的性能曲线1.6离心泵的相似原理及其应用1.7输送粘液时离心泵性能曲线的换算1.8离心泵的装置特性与工况调节1.9离心泵的系列及选用1.10离心泵的主要零部件1.11离心泵的节能＠CUPC2019/12/2015必须pkpv要避免汽蚀：ps-pv=富裕能头首先应有：而且：pspvΔh汽蚀余量1.4.2汽蚀余量与汽蚀判别式＠CUPC2019/12/2016液体在吸入法兰处截面上所具有的推动和加速液体进入叶道时高出汽化压力的能头。gpgcgphvssa22（1-37）能头—m液柱；压力—Pa；速度—m/s显然：Δha越大，越不容易发生汽蚀。⑴有效汽蚀余量＠CUPC2019/12/2017sAglAAsshHgcgpgcgp2222gpgcgphvssa22（1-37）sAglvAahHgpph（1-38）吸入液罐液面压力能头位差流动损失汽蚀余量大小与泵吸入装置的参数（Hgl、pA、hA-s、介质、温度等）有关，与泵本身无关，故称“泵装置有效汽蚀余量”⑴有效汽蚀余量＠CUPC2019/12/2018液流从入口（S截面）到泵内压力最低点（K截面）的全部能头损失。即：S截面处液流总能头与K处压力能头之差。gpgcgphkssr22(1-40)‘⑵泵必须汽蚀余量2222122012wcgpgcgphkssr＠CUPC2019/12/2019则汽蚀判别式为：gpgcgphkssr22(1-40)‘gpgcgphvssa22（1-37）比较两汽蚀余量的定义：泵吸入装置的有效汽蚀余量，愈大愈不发生汽蚀。泵本身所必须的汽蚀余量，愈小愈不容易发生汽蚀。gpphhvkra富余能头所需能头⑶汽蚀判别式＠CUPC2019/12/2020gpphhvkra当pk=pvΔha=ΔhrpkpvΔhaΔhrpkpvΔhaΔhr发生汽蚀临界值不发生汽蚀严重汽蚀重点则⑶汽蚀判别式＠CUPC2019/12/20211.4.3吸上真空度gpgcgphvssa22吸入罐液面上大气压力能头与泵入口压力能头的差。J/kgsasppH(1-41)mgppHsas(1-41a)ssvaaHgcgpph22(1-41c)Hs↑，ps↓，Δha↓＠CUPC2019/12/2022rahhrsvashgcgppH2)(2maxssvaaHgcgpph22(1-41c)(1-41d)kHHssmax)(][][)(maxssHH为保证泵不发生汽蚀，一般取“允许吸上真空度”[Hs]作为泵的汽蚀特性参数。安全裕量=0.3~0.5＠CUPC2019/12/2023sAgsAashHgcgppH122sAglvAahHgpph（1-38）ssvaaHgcgpph22(1-41c)Hs影响因素分析罐面压力pA、安装高度Hgl、入口速度Cs以及入口沿程损失hA-S。pA大，Hgl、Cs、hA-S小好！若pA=pa，则：影响因素(1-43)sAgsshHgcH122(1-43a)＠CUPC2019/12/2024[Hs]’的计算通常泵样本上的[Hs]值，是在标准大气压下，抽送20℃清水时测得的。[Hs]’—m[Hs]—mpa’—Papv’—PagppHHvass''''10][][(1-45)10245.033.101020gppa其中：有关pa’与pv的取值，请分别参照教材表1-3和附录二，几种常用油品的pv值参照教材表1-4。＠CUPC2019/12/20251.4.4离心泵的允许几何安装高度泵不发生汽蚀][ssHHΔha[Δh]][][.1glsHHsAgsAashHgcgppH122(1-43)sAsAasghgcgppHH221整理sAsAasghgcgppHH22'1(1-46)sAssghgcHH22'1(1-46)’pa=pa’＠CUPC2019/12/2026][][.2glHh国产油泵：[Δh]—Q大多数泵：[Hs]—QsAglvAahHgpph（1-38）asAvAghhgppH1][hhahhgppHsAvAg1整理hhgppHsAvag1aApp（1-47）’（1-47）＠CUPC2019/12/2027注意mgppHsas(1-41a)mz-AsglzH1.2.][glglHHmax][sssHHH计算[Hgl]时，应取泵的最大可能流量对应的[Hs]’或[Δh]进行计算。＠CUPC2019/12/20281.4.5提高离心泵抗汽蚀性能的措施a.改进泵进口的结构参数，降低Δhr。1.泵本身因素2.吸入装置特性两个方面：提高Δha、降低Δhr。b.采用抗汽蚀材料，提高泵的寿命。考虑管路尺寸、安装高度等以提高Δha。ΔhaΔhr＠CUPC2019/12/2029离心泵1.1离心泵的基本结构和工作原理1.2离心泵的基本方程式1.3液体获得能头分析1.4离心泵的汽蚀1.5离心泵的性能曲线1.6离心泵的相似原理及其应用1.7输送粘液时离心泵性能曲线的换算1.8离心泵的装置特性与工况调节1.9离心泵的系列及选用1.10离心泵的主要零部件1.11离心泵的节能＠CUPC2019/12/20301.5.1离心泵中的各种损失1.流动损失：3.机械损失：2.流量损失：液体在泵内流动时所产生的摩擦阻力损失和冲击损失。在压力差的作用下，部分液体通过高压侧向低压侧泄露（泵内泄露、内外泄露）。相对运动部件（液体、泵部件）之间因摩擦而产生的损失＠CUPC2019/12/2031离心泵的性能曲线表明，泵在恒定转速下工作时，对应于每一流量Q，必然有相应的H、N、η和汽蚀余量[NPSH]与之对应。在实际应用中，每条曲线都有独特的作用。离心泵的基本特性曲线：三条。离心泵的全性能曲线：四条。1.5.4实际性能曲线的用途＠CUPC2019/12/2032离心泵1.1离心泵的基本结构和工作原理1.2离心泵的基本方程式1.3液体获得能头分析1.4离心泵的汽蚀1.5离心泵的性能曲线1.6离心泵的相似原理及其应用1.7输送粘液时离心泵性能曲线的换算1.8离心泵的装置特性与工况调节1.9离心泵的系列及选用1.10离心泵的主要零部件1.11离心泵的节能＠CUPC2019/12/2033然而：离心泵内，液流Re105，惯性力的影响大大超过粘滞力，粘滞力可忽略，此时流动状态即流速分布已不再随Re而变化。即：离心泵内的流动处于自动模化状态，摩擦阻力系数λ与Re无关，液体流动自动满足动力相似的要求。两泵相似条件：几何相似、运动相似。！1.6.1离心泵的相似条件＠CUPC2019/12/2034''3'5')(mmLnnNNhhLnnHH'2'2')(vvLnnQQ''3'3'5')(nnNNL2'2')(nnHHLnnQQL'3'（1-24）（1-25）（1-26）mmvhvv'''，，相似泵：注意：介质相同、转速、几何尺寸相差不大。相似定律1.6.2离心泵的相似定律＠CUPC2019/12/