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1、泵,一、概述 泵是对流体加压和输送的机器，它将原动机的机械能转变为液体的能量（势能和动能）。,（一）、泵的分类 1、按照泵的工作原理和结构分类 叶片式泵：依靠泵内高速旋转的叶轮及转能装置来提高液体压力。 包括：离心泵、混流泵、轴流泵、旋涡泵。,容积式泵：依靠泵内工作容积作周期性变化提高液体的压力的。 它可分为往复泵和转子泵两种。 a.往复泵。包括活塞泵、柱塞泵、隔膜泵等。 b.转子泵又称旋转泵，包括齿轮泵、螺杆泵、滑片泵等。,其他类型泵：包括： 电磁泵：依靠电磁力输送电导体流体的。 喷射泵：依靠流体流动的能量输送液体。 2、 按输送介质分类 清水泵、油泵、泥浆泵、污水泵、酸泵、碱泵等。 3、按
2、流体压力分类（指出口压力） 低压泵：低于2MPa。 中压泵：26 MPa。 高压泵：高于6 MPa。,二、离心泵 （一）、离心泵的工作原理,是在叶轮旋转产生的离心力作用下将液体甩出，经扩压产生一定的扬程，达到输送液体的目的。 液体被叶轮带动旋转而获得的能量，通过蜗壳的作用，将其中一部分能量由动能转变为势能（压头），所以。离心泵既能输送液体，同时又可提高液体的压头（扬程）,（二）、离心泵的分类 (1)按吸入方式分类 单吸泵:装单吸叶轮。 双吸泵:装双吸叶轮。 (2)按叶轮的数量分类 单级泵:装有一个叶轮。 多级泵：在同一根轴上装两个以上的叶轮。,（三）离心泵的基本结构 1、离心泵的型号 型号是表
3、征性能特点的代号，我国泵类产品型号编制是由三部分组成。其组成方式如下： 第一部分代表泵的吸入口直径，单位为mm，用阿拉伯数字表示，大部分老产品用“英寸”表示，即吸入口直径被25除后的整数值；,第二部分代表泵的基本结构、特征、用途及材料代号等，用汉语拼音字母表示。离心泵基本型号代号如表61所示，材料代号表示：I类材料为不耐腐蚀的球墨铸铁；类材料为不耐腐蚀的碳素钢；类材料为耐腐蚀的不锈钢。,第三部分代表泵的扬程及级数，老产品很多是以泵的比转数被10除后的整数值表示，现在新泵多数用泵的单级扬程表示，单位为m，对于多级泵，第三部分数字由两部分组成，中间用乘号隔开，乘号前的数字表示泵的单级扬程，乘号后面
4、的数字表示泵的级数。泵的改型产品标志在型号尾部，用大写汉语拼音字母A、B、c表示经切割后的叶轮，其中A表示第一次切割，B表示第二次切割，c表示第三次切割，也是叶轮的极限切割。,2、常用离心泵结构 单级单吸泵： 结构： 一端轴承支撑， 另一端为悬臂 端。 单级悬臂式离心泵 1一泵盖；2泵体；3叶轮；4密封环；5轴套； 6泵轴；7托架；8轴承：9联轴器,单级双吸泵：用于输送液体的扬程要求不高而流量较大时。 结构： 两个相同的叶轮背 靠背安装于一根轴 上，可提高流量； 泵轴由安装在两端 的轴承支撑； 流量：9028600 m3/h， 扬程：10140m。 水平剖分式单级双吸离心泵 1泵体；2泵盖；3
5、叶轮；4轴； 5密封环；6轴套；7轴承；8联轴器,多级离心泵：相当于将几个叶轮装在一起串联工作，故其扬程较高，可达100650m，流量一般为5720 m3/h。 结构： 吸入室在前段的 水平方向； 各级叶轮之间都 有导叶； 末级叶轮后面用 平衡盘来平衡轴 向力。,首级双吸,提高泵的汽蚀性能,双平衡鼓平衡机构,首级单吸,四油楔滑动轴承,（四）、离心泵的主要零部件 离心泵的基本组件有叶轮、壳体、密封环、平衡装置、轴密封装置、泵轴、轴承等。,1、叶轮 闭式叶轮：叶轮的两侧分别有前、后盖板，两盖板间有数片后弯式叶片，叶轮内形成密闭的流道；它有单吸和双吸两种，双吸叶轮比单吸叶轮输液量大。它适用于输送澄清
6、的液体。 开式叶轮：叶轮两侧均没有盖板，因效率较低多用于输送污水、含泥沙及含纤维的液体。,半开式叶轮：叶轮只有后盖板，吸入口侧没有盖板，它适用于输送砧稠及含固体颗粒的液体。 按叶轮叶片的形状及液体在叶轮内流动方向，又有径流式、轴流式和混流式（或斜流式）之分。,2、蜗壳与导轮：其作用是降低泵内液体的流速，使一部分动能转变成静压能，故又称为转能装置。此外，蜗壳还起着将从叶轮出来的液体收集后送往出水管的作用。,3、密封环： 为减少叶轮与泵壳之间的液体漏损和磨损，提高泵的容积效率，在泵壳与叶轮入口外缘装有可拆换的密封环。,平环式：其结构简单，制作容易，但密封效果较差；由于漏损的液体具有相当高的速度并以
7、垂直方向流人液体的主流，因此产生较大的涡流和冲击损失；平环式密封环的径向间隙，一般为0.102mm。 直角式：其轴向间隙比径向间隙大得多，一般为3-7mm;由于漏损的液体在转900之后其速度将降低，所以造成的涡流和冲击损失较少，密封效果也较平环式为好。 迷宫式：由于增加了密封间隙的沿程阻力，所以迷宫式密封环的密封效果好，但其结构较复杂，制造较困难，故在一般的离心泵中较少采用。,。,4、轴向力平衡装置： 轴向力：在离心泵中，液体是以低压力P，进人叶轮，而以高压力p2流出叶轮；由于p2 大于p1 及叶轮前后盖板的不对称，使叶轮两侧因所受的液体压力不相等而产生了轴向推力。,不平衡的轴向力：将使泵的整
8、个转子发生向吸入口的窜动。不仅可造成振动还可使叶轮人口外缘与密封环发生摩擦，甚至使泵出现异常。,多级泵平衡轴向力的方法有：泵体上装平衡管、叶轮对称布置、平衡鼓装置、平衡盘装置以及平衡鼓和平衡盘联合装置。,平衡鼓：是一个装在轴上的圆柱体，在多级泵末级叶轮之后。用连通管将平衡鼓后面与泵吸入口连通 。在平衡鼓两侧产生与叶轮轴向力方向相反的轴向平衡力，从而达到平衡。 平衡鼓装置 1末级叶轮；2平衡鼓；3低压室；4平衡管；,平衡盘：再分段式多级离心泵最后一级叶轮后面，装设一个随轴一起旋转的平衡盘和在泵壳上嵌装一个可更换的平衡座。 两侧存在压差， 就产生与叶轮 轴向力方向相 反的轴向平衡 力。 特点：可以
9、 自动平衡， 经常处于动 态平衡中。 平衡盘装置 1末级叶轮；2平衡管；3平衡座；4平衡盘,采用平衡鼓与平衡盘联合装置该装置的特点就是利用平衡鼓将5080的轴向如平衡掉，剩余轴向力再由平衡盘来平衡， 平衡鼓与平衡盘联合装置 1末级叶轮； 2平衡座； 3平衡鼓； 4平衡盘,（五）离心泵的性能参数与特性曲线 1、性能参数 （1）流量：单位时间内通过排出口输送的液体量。 体积流量Q：m3/s, m3/h或L/s； 质量流量m：kg/s或kg/h。 理论流量QT：单位时间内泵作功部件里的 液体量。一般泵在工作时不免外部泄漏和内部泄漏。 QT=Q+ q m3/S q：单位时间内泵的容积泄漏量。包括所有不
10、经排液管而漏到泵体外的外部泄漏及从叶轮出来后仍漏回叶轮入口的内部泄漏。,（2）扬程 扬程：是指单位质量的液体，通过泵以后所获得的能量增值，即流体从泵进口断面1-1到泵出口断面2-2所获得的能量增加值，用符号H表示，它的单位用m（液柱）。 泵的样本或铭牌上给出的扬程，是用20的水试验而得出的扬程数值。,理论扬程HT：作功元件对流经叶轮的单位重量液体所做的功。 理论扬程为 实际扬程与泵内的流体阻力损失（包括冲击损失）之和。 HT=H+hhyd m-液柱。,对泵进、出口列出伯努利方程式，可以计算求出泵的实际扬程：,通过管路将液体由池面A输送到B，在A截面与B截面之间，列伯努利方程可得管路需要的外功能
11、头，即需泵提供的扬程H为：,泵的基本方程式（理论压头与理论流量的关系）： 液体在叶轮进出口处的速度三角形： 相对速度：液体从旋转着的叶轮内沿着叶片向外缘流动（相对运动）的速度。用表示； 圆周速度：液体随着叶轮的旋转运动（牵连运动）的速度。用u表示； 绝对速度：液体质点相对于静止壳体的运动（绝对运动）的速度。用c表示。 C = u + ,泵的基本方程式（理论压头与理论流量的关系）：,（3）功率 有效功率Neff：是指单位时间内泵排出口流出的液体从泵中取得的能量即泵的输出功率，用符号Ne表示，单位为kW。,内功率（或水力功率）Ni：单位时间内作功元件所给出的能量。,轴功率：即原动机传到泵主轴上的功
12、率，用符号N表示，单位为kW。 轴功率等于内功率和机械损失功率之和。即： N=Ni+Nmec Kw Nmec ：机械损失功率。,（4)效率：有容积效率、水力效率及机械效率和总效率。 容积效率v：是衡量泵泄漏量大小也即密封好坏的指标。 水利效率hyd：衡量液体流经泵的阻力损失大小的指标。,机械效率mec：衡量泵的运动部件间机械摩擦损失损失大小的指标。 泵效率（总效率）：衡量泵工作是否经济的指标。 总效率为上述各种效率的乘积： = v hyd mec,(5)转速：是指泵轴每分钟的转数，用符号n表示，单位为r/min。 对于同一台泵来说，当转速固定时，将产生一定的流量、扬程（压头），并对应着一定的轴
13、功率；当转速改变时，流量、扬程及轴功率都将随之而改变。,（六）、离心泵 的特性曲线 如图所示 用实验的方 法测定的。 试验时转速 为1450rmin， 标在图左上角。,离心泵的性能曲线,、分析各种参数下的变化关系。 如Q增加则H降低；反之Q降低则H增加。 、当Q=0时，功率最小。 、从特性曲线中可以看出在什么工况下泵的效率最高。 额定点：泵的效率最高点。一般规定在最高效率以下7%所对应的工作点为良好工作区。, 、当Q-H曲线平坦时，该泵用在流量变化较大而扬程变化不大的场合，反之Q-H曲线陡降时用在扬程变化大而流量变化不大的场合。,（七）、离心泵的相似规律及比转数 比例定律：指同一台泵，当叶轮尺
14、寸不变，转速改变时，各参数间换算关系：,切割定律：只指同一台泵，转速不变，叶轮外径切割后各参数间换算关系：,比转数：是一个用来判断两台以上离心泵在几何和运动两方面是否相似的相似准数。 对双吸泵，取流量的1/2；对多级泵，取单级扬程代入上式计算。,当工况不同时，对 应的ns值也就不会 相同，因此离心泵 就存在无数个比转 数值。在实际应用 中，一般规定用最 高效率点的Q和H来计算ns，这个ns值即代表泵的比转数。因此，对于几何相似泵来说，它们的比转数是相等的，也就是说是一个定值。,低比转数的离心泵产生小的流量、高的扬程。叶轮的直径比D2/D1较大，b2/D2较小。 高比转数的离心泵的流量大而扬程低
15、。叶轮的D2/D1较小，b2/D2较大。,（八）、汽蚀余量及吸入真空度 1、汽蚀及汽蚀余量： 泵在运转时，叶轮入口处的压力等于或低于工作温度下被输送液体的饱和蒸气压时，液体就会汽化形成许多气泡。同时，原来溶于液体中的气体也将逸出。这些气泡随即被液流带入叶轮内的高压区，在高压作用下，气泡被压缩重新凝结为液体。在凝结过程中，体积急剧缩小，好似形成一个空穴，这时周围的液体又以极高的速度冲向空穴，造成液体互相冲击，由于液体质点互相冲击，产生很高的瞬,间局部冲击压力，连续打击在叶片的表面上，叶片金属表面会因冲击疲劳而剥蚀呈麻点、蜂窝海绵状。上述这种液体汽化、凝结、冲击，形成高速、高压、高频冲击载荷，造成
16、金属材料的机械剥裂现象，称为汽蚀现象。,汽蚀的危害： (1)汽蚀使叶轮衬料受到破坏 通常离心泵受汽蚀破坏的部位，先在叶片入口附近，继而至叶轮出口。起初是金属表面出现麻点，继而表面呈现海绵状、蜂窝状、鱼鳞状的裂痕，严重时造成叶片或叶轮前后盖板穿孔，甚至叶轮破裂。,(2)汽蚀使泵的性能下降 泵在汽蚀初始阶段对泵的正常运转没有明显的影响，当汽蚀发展到一定程度时，汽泡大量产生，堵塞流道，使泵内液体流动的连续性遭到破坏，因而泵性能曲线呈突然下降的形式。,(3)汽蚀使泵产生噪音和振动 由于气泡的不断产生和溃灭，液体质点互相冲击，会产生各种频率的噪音。汽蚀严重时可听到泵内有“劈啪”的爆炸声，同时引起泵的振动。泵越大，发生汽蚀时的噪音和振动越严重。,汽蚀余量：
