泵的技术的现状和发展

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---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------1/15泵的技术的现状和发展泵的技术的现状和发展热能08-1班卞庆飞03081170摘要:泵是受原动机控制,驱使介质运动,是将原动机输出的能量转换为介质压力能的能量转换装置。泵是应用非常广泛的通用机械,可以说凡有液体流动之处,几乎都有泵在工作。泵是企业不可缺少的重要设备之一,但其工作条件恶劣,经常出现腐蚀、气蚀、冲刷、磨损等现象,导致设备失效。泵的制造的材料选用是泵的设计使用中重要的一环。实现泵内部流动的数值模拟对于泵的优化设计,改善其水力性能以达到增效节能的目的具有重要的现实意义。关键词:泵、现状、发展、改进、材料、数值模拟Abstract:Pumpistheprimemovercontrolbythedrivingmediacampaign。Itisprimemoveroutputwillenergyconversionformediumpressurecanenergyconversiondevices.Thepumpisveryextensiveofgeneralmachinery,cansayalltheplaceofliquidflow,therearenearlypumpinthework.Thepumpistheenterpriseoneoftheindispensableandimportantequipment,buttheirworkconditions,oftenappearcorrosion,cavitationerosion,thephenomenonsuchas,wear,leadtoequipmentfailure.Pumpsmaterialselectionofthedesignofthepumpistheimportantonelinkinuse.Realizethenumericalsimulationoftheflowinthepumpfortheoptimizationdesignofthepump,improveitshydraulicperformanceinordertoachievethepurposeofenergy-savingefficiencyhasanimportantpracticalsignificance.Keyword:Pump,thepresentsituation,developmentandimprovement,thematerial,thenumericalsimulation0前言泵是受原动机控制,驱使介质运动,是将原动机输出的能量转换为介质压力能的能量转换装置。主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等,也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。1泵的发展过程水的提升对于人类生活和生产都十分重要。古代就已有各种提水器具,例如埃及的链泵(公元前17世纪),中国的桔槔(公元前17世纪)、辘轳(公元前11世纪)和水车(公元1世纪)。比较著名的还有公元前3世纪,阿基米德发明的螺旋杆,可以平稳连续地将水提至几米高处,其原理仍为现代螺杆泵所利用。公元前200年左右,古希腊工匠克特西比乌斯发明的灭火泵是一种最原始的活塞泵,已具备典型活塞泵的主要元件,但活塞泵---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------3/15只是在出现了蒸汽机之后才得到迅速发展。1840-1850年,美国沃辛顿发明泵缸和蒸汽缸对置的,蒸汽直接作用的活塞泵,标志着现代活塞泵的形成。1851-1875年,带有导叶的多级离心泵相继发明,使发展高扬程离心泵成为可能。19世纪是活塞泵发展的高潮时期,当时已用于水压机等多种机械中。然而随着需水量的剧增,从20世纪20年代起,低速的、流量受到很大限制的活塞泵逐渐被高速的离心泵和回转泵所代替。但是在高压小流量领域往复泵仍占有主要地位,尤其是隔膜泵、柱塞泵独具优点,应用日益增多。尽管我国在很早以前就懂得利用泵的原理来进行农业生产,但我国泵行业是在新中国成立以后发展起来的,特别是改革开放以来,泵行业得到了快速发展。除少数的特殊泵类产品外,现有的产品品种和数量基本能满足国民经济各部门的需要。随着各行业尤其是流程工业的快速发展,中国的泵行业也经历了高速的发展。同时,水处理行业、石化行业、石油天然气行业、电力行业继续保持较高的景气度。2泵的种类及应用泵行业主要产品有各类离心泵、混流泵、轴流泵、旋涡泵、回转式容积泵、往复式容积泵和水环真空泵等。在这些泵类产品中,按台数计算,离心泵约占70%,回转式容积泵和往复式容积泵约占18%。泵是应用非常广泛的通用机械,可以说凡有液体流动之处,几乎都有泵在工作。在化工和石油部门的生产中,原料、半成品和成品大多是液体,而将原料制成半成品和成品,需要经过复杂的工艺过程,泵在这些过程中起到了输送液体和提供化学反应的压力流量的作用,此外,在很多装置中还用泵来调节温度。在农业生产中,泵是主要的排灌机械。我国农村幅员广阔,每年农村都需要大量的泵,一般来说农用泵占泵总产量一半以上。在矿业和冶金工业中,泵也是使用最多的设备。矿井需要用泵排水,在选矿、冶炼和轧制过程中,需用泵来供水等。在电力部门,核电站需要核主泵、二级泵、三级泵、热电厂需要大量的锅炉给水泵、冷凝水泵、循环水泵和灰渣泵等。在国防建设中,飞机襟翼、尾舵和起落架的调节、军舰和坦克炮塔的转动、潜艇的沉浮等都需要用泵。高压和有放射性的液体,有的还要求泵无任何泄漏等。在船舶制造工业中,每艘远洋轮上所用的泵一般在百台以上,其类型也是各式各样的。---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------5/15其它如城市的给排水、蒸汽机车的用水、机床中的润滑和冷却、纺织工业中输送漂液和染料、造纸工业中输送纸浆,以及食品工业中输送牛奶和糖类食品等,都需要有大量的泵。总之,无论是飞机、火箭、坦克、潜艇、还是钻井、采矿、火车、船舶,或者是日常的生活,到处都需要用泵,到处都有泵在运行。正是这样,所以把泵列为通用机械,它是机械工业中的一类主要产品。3泵的材料的选用及发展泵是企业不可缺少的重要设备之一,但其工作条件恶劣,经常出现腐蚀、气蚀、冲刷、磨损等现象,导致设备失效。例如:渣浆泵广泛应用于电力、煤矿和冶金等行业,用来输送含有硬质颗粒的固液混合物。渣浆泵产品大部分是离心式渣浆泵,其工作原理和离心式清水泵的工作原理是一样的。渣浆泵的工作介质为含有一定粒径、硬度和浓度的固体物料与水组成的固液混合物,如泥浆、矿浆和砂浆等,其四大过流件蜗壳、叶轮、前护板和后护板在这种高速运动的固液混合物的环境下工作,不但要承受物料的冲刷磨损,而且还要承受浆料的腐蚀作用,工况条件极为恶劣。磨损严重是渣浆泵长期存在的最大难题,也是国内外科研的主要方向。特别是对于较大粒径硬质颗粒的工作介质,泵过流件的磨损现象更加突出,过流件的使用寿命十分短暂。因此泵的制造的材料选用是泵的设计使用中重要的一环。国内的泵的设计和制造基本上还是遵守金属思想,即采用不锈钢、碳钢材料作为主要的泵体材料,面对高腐蚀、强冲刷的环境,就需要高镍合金,甚至采用钛、锆、钽等优良的耐腐蚀材料,这些稀有金属材料价格昂贵且价格浮动大,并且制造成本高和制造工艺复杂等原因造成此类泵的价格昂贵,一般几万到几百万不等,也就造成了此类泵的采购成本高。伴随着国际先进泵体研究的发展和新材质泵体的应用,国内科研机构借鉴西方发达国家对泵体研究的发展思路,开始研制表面粘贴或焊接耐磨材料,如无机非金属材料如陶瓷、玻璃钢、石墨和碳素制品以及合成有机高分子材料如塑料、玻璃纤维或碳纤维增强的工程塑料等。与此同时,对高铬、高镍铸铁的成分组织改进也被提上了课程,利用相图计算来确定不同C/Cr比,高铬铸铁的适用工况条件。这些国内的泵类的发展趋势迎合了国际趋势,并且很快在国内取得了良使用效果。国际上最先进是的美国的福世蓝抗腐蚀、气蚀及耐磨技术。福世蓝技术是美国福世蓝公司开发的,以专用高分子材料对---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------7/15工业设备或部件进行修复和再制造的技术。以此技术对泵的磨损修复为例:(1)修复工艺包括表面处理,调和材料,修复腐蚀面和固化四步。表面处理与调和材料两步与修复轴类磨损基本相似。修复腐蚀面时要保证材料完全修复腐蚀面,通过电弧灯加热固化,固化后多余的材料可以用细油石或砂纸打磨掉。修复后由于材料很好的自流平性能。能够提高泵效率6%~7%。(2)修复后的性能测试:①测试粘结强度拉伸强度达到162kg/cm2(福世蓝8510高分子复合材料);②测试耐磨性耐磨性能试验。采用国产MM200型磨损试验机,对福世蓝高分子复合材料8510进行了耐磨性能试验,实验条件为在室温下进行环块线接触摩擦实验,载荷为100N,滑动速度为0.42ms-1,实验时间为30min。修复层的耐磨性能测试结果见表1。4泵的选型根据泵选型原则和选型基本条件,具体操作如下:1.根据装置的布置、地形条件、水位条件、运转条件,确定选择卧式、立式和其它型式(管道式、潜水式、液下式、无堵塞式、自吸式、齿轮式等)的泵。2.根据液体介质性质,确定清水泵,热水泵还是油泵、化工泵或耐腐蚀泵或杂质泵,或者采用无堵塞泵。安装在爆炸区域的泵,应根据爆炸区域等级,采用相应的防爆电动机。3.根据流量大小,确定选单吸泵还是双吸泵;根据扬程高低,选单级泵还是多级泵,高转速泵还是低转速泵(空调泵)、多级泵效率比单级泵低,如选单级泵和多级泵同样都能用时,首先选用单级泵。4.确定泵的具体型号确定选用什么系列的泵后,就可按最大流量,(在没有最大流量时,通常可取正常流量的1.1倍作为最大流量),取放大5%10%余量后的扬程这两个性能的主要参数,在型谱图或者系列特性曲线上确定具体型号。操作如下:利用泵特性曲线,在横坐标上找到所需流量值,在纵坐标上找到所需扬程值,从两值分别向上和向右引垂线或水平线,两线交点正好落在特性曲线上,则该泵就是要选的泵,但是这种理想情况一般很少,通常会碰上下列两种情况:第一种:交点在特性曲线上方,这说明流量满足要求,但扬程不够,此时,若扬程相差不多,或相差5%左右,仍可选用,若扬程相差很多,则选扬程较大的泵。---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------9/15或设法减小管路阻力损失。第二种:交点在特性曲线下方,在泵特性曲线扇状梯形范围内,就初步定下此型号,然后根据扬程相差多少,来决定是否切割叶轮直径,若扬程相差很小,就不切割,若扬程相差很大,就按所需Q、H、,根据其ns和切割公式,切割叶轮直径,若交点不落在扇状梯形范围内,应选扬程较小的泵。选泵时,有时须考虑生产工艺要求,选用不同形状Q-H特性曲线。5.泵型号确定后,对水泵或输送介质的物理化学介质近似水的泵,需再到有关产品目录或样本上,根据该型号性能表或性能曲线进行校改,看正常工作点是否落在该泵优先工作区?有效NPSH是否大于(NP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