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1、泵 （离心泵的工作特性）,过程流体机械,机械设备,思考题,流体在离心泵叶轮中有哪几中运动速度？这些速度之间的关系如何？速度三角形是如何得到的？速度三角形的形状和大小和那些因素有关？ 离心泵的主要性能参数有哪些？这些参数又有那些名称，相互之间存在什么关系？ 泵内存在哪几中损失？这些损失的原因分别是什么？如何减小这些损失？,菜单,第三节 离心泵的工作特性,离心泵性能及调节 离心泵启动与运行 相似理论在离心泵中的应用 输送粘性液体性能曲线换算,菜单,1. 离心泵的性能及调节,离心泵的运行特性 泵的性能曲线 管路特性曲线 泵在不稳定工况下工作 离心泵运行工况的调节,菜单,1) 离心泵的性能曲线,是选择
2、和使用泵的主要依据，有“平坦”和“驼峰”状之分，“驼峰”状易产生不稳定现象。,H-Q曲线,N-Q曲线,效率-Q曲线,NPSHr-Q曲线,菜单,1) 离心泵的性能曲线,是合理选择原动机功率和操作起动泵的依据，按需流量变化范围中的最大规律再加上一定的安全余量，选择原动机功率。起动泵应关闭排出管路上的调节阀，可以减小启动电流，保护电机,H-Q曲线,N-Q曲线,效率-Q曲线,NPSHr-Q曲线,1) 离心泵的性能曲线,是检查泵工作经济性的依据，尽可能在高效区工作。通常效率最高点为额定点，也是设计工况点。目前取最高效率以下5%-8%范围内所对应的工况为高效工作区,H-Q曲线,N-Q曲线,效率-Q曲线,N
3、PSHr-Q曲线,1) 离心泵的性能曲线,是检查泵工作是否发生气蚀的依据。通常是按最大流量下的NPSHr，考虑安全余量及吸入装置的有关参数确定泵的安装高度,H-Q曲线,N-Q曲线,效率-Q曲线,NPSHr-Q曲线,菜单,2) 管路的特性曲线,菜单,H=Hst+BV2,菜单,3) 泵在不稳定工况下工作,菜单,1.2 离心泵运行工况的调节,改变泵特性曲线的调节 转速调节 切割叶轮外径调节 泵的串联或并联调节 改变装置特性曲线的调节 闸阀调节 液位调节 旁路分流调节,菜单,改变泵特性曲线的调节,a.转速调节 b.切割叶轮外径调节 c.改变前置导叶叶片角度的调节 d.改变半开式叶轮叶片端部间隙的调节
4、e.泵的串联或并联调节,改变装置特性曲线的调节,a.闸阀调节 b.液位调节 c.旁路分流调节,改变管路特性曲线的调节,2 离心泵的启动与运行,启动前的准备工作 启动前检查 润滑油的名称、型号、主要功能和加注数量是否符合技术文件规定的要求； 轴承润滑系统、密封系统和冷却系统是否完好，轴承的油路、水路是否畅通； 盘动泵的转子12转，检查转子是否有摩擦或卡住现象； 在联轴器附近或皮带防护装置处，是否有妨碍转动的杂物； 泵、轴承座、电动机的基础地脚螺栓是否松动； 泵工作系统的阀门或辅助装置均应处于泵运转时负荷最小的位置，应关闭出口调节阀； 点动泵，看其叶轮转向是否与设计转向一致，若不一致，必需使叶轮完
5、全停止转动后，调整电动机接线后，方可再启动。,菜单,充水 水泵在启动以前，泵壳和吸水管内必须先充满水，这是因为有空气存在的情况下，泵吸入口的真空无法形成和保持。 暖泵 输送高温液体的泵，如电厂的锅炉给水泵，在启动前必须先暖泵。这是因为给水泵在启动时，高温给水流过泵内，使泵体温度从常温很快上升到100200，这会引起泵内外和各部件之间的温差，若没有足够长的传热时间和适当控制温升的措施，会使泵各处膨胀不均，造成泵体各部分变形、磨损、振动等。,菜单,启动程序 离心泵泵腔和吸水管内全部充满水并无空气，出口阀关闭。给水泵暖泵完毕。 对于强制润滑的泵，启动油泵向各轴承供油。 启动冷却水泵或打开冷却水阀。
6、合闸启动，启动后泵空转时间不允许超过24min，使转速达到额定值后，逐渐打开离心泵的出口阀，增加流量，并达到要求的负荷。,菜单,运行中的注意事项 泵制造厂对轴承的温度有规定滚动轴承的温升一般不超过40，表面温度不超过70，否则就说明滚动轴承内部出现毛病，应停机检查。如果继续运行，可能引起事故。对于滑动轴承的温度规定，应参阅有关泵的技术文件，处理方法与滚动轴承一样。 泵转子的不平衡，结构刚度或旋转轴的同心度差，都会引起泵产生振动。因此在泵运转时，用测振器在轴承上检查振幅是否符合规定。 为了保证泵的正常运转，叶轮的径向跳动和端面跳动不能超过规定的数值，否则会影响转子不平衡，产生振动。,菜单,3 相
7、似理论在泵中的应用,离心泵相似理论 相似理论在离心泵中的应用 改变叶轮外径对泵性能的影响,菜单,3.1 离心泵相似理论,相似条件 几何相似 几何相似是指模型泵和实物泵对应点的几何尺寸成比例，比值相等，各对应角相等（包括叶片数z、叶片安装角和阻塞系数都相等）。即 式中，DM、Dsh 模型泵与实物泵的任一线性尺寸； i1 缩放比例。,菜单,运动相似 又称流动相似，它是指模型泵和实物泵各对应点的速度方向相同，大小成比例，比值相等，对应角相等。即流体在各对应点的速度三角形相似，即 式中， nM、nsh 模型泵与实物泵的转速； i1 速度相似常数。,菜单,动力相似 动力相似是指模型泵和实物泵相对应的各种
8、同名力的方向相同，大小成比例，比值相等。流体在泵中流动主要受到以下四种力的作用：惯性力、粘性力、压力、重力。即 式中，I 流体的惯性力； F 流体的粘性力； P 流体的压力； G 流体的重力。,菜单,相似定律 流量相似定律 已知泵的流量 两台泵工况相似时，其流量之比值为 由式 ，由式， 代入上式得 上式为流量相似定律，它说明几何相似的泵，在相似的工况下运行时，其流量与几何尺寸的三次方、转速的一次方、容积效率的一次方成正比。,菜单,扬程相似定律 已知泵的扬程 两台泵工况相似时，其扬程之比值为 将式 的关系代入上式，得 上式为扬程相似定律，它说明几何相似的泵，在相似工况下运行时，其扬程与几何尺寸的
9、平方、转速的平方、水力效率的一次方成正比。,菜单,功率相似定律 已知泵的功率 两台泵工况相似时，其功率之比值为 将流量相似定律和扬程相似定律代入上式得 上式为功率相似定律，它说明几何相似的泵，在相似的工况下运行时，其功率与几何尺寸的五次方、转速的三次方、流体密度的一次方、机械效率的一次方成正比。,菜单,比转速 式中各量的单位与国际上使用的 的单位相同，但这是一种有量纲的比转数，而且前面乘以3.65。 式中，Q 泵的流量，m3/s； H 泵的扬程，m； n 泵的转速，r/min； ns 比转数， 。,菜单,3.2 相似理论在离心泵中的应用,相似方法设计泵 将实物泵设计成模型泵，便于进行模型试验，
10、或按照选定的高效模型泵设计实物泵。设计步骤为： 按给定的参数（Q、H、n）计算所设计泵的ns。 选择性能良好的模型泵，此模型泵与所设计泵的ns应相等或相近。 按设计泵和模型泵的参数Q、H、n计算所方比例i1。 按照Dsh=DM/i1计算设计泵的各尺寸。算得的i1是不同的，一般选用其中较大的值。 有了设计泵的各尺寸，即可绘制设计图，并根据模型泵的性能曲线换算成设计泵的性能曲线。,菜单,换算不同转速下泵的性能曲线,比例定律：,菜单,作相似状态曲线和通用特性曲线,菜单,3.3 改变叶轮外径对泵性能的影响,切割定律,低比转数泵,菜单,高比转数泵,切割状态曲线及切割高效工区,菜单,4 输送粘性液体式离心
11、泵性能曲线的换算,被输送液体的粘度对离心泵性能的影响 离心泵输送粘液时，由于液体粘度比水大，泵流道内液体流动情况改变，各处的液体流速和压力重新分配，使泵的流量和扬程降低，并使泵的效率剧烈下降，轴功率也有所变化。,菜单,输送粘性液体时离心泵的性能曲线,菜单,思考题,什么是离心泵的性能曲线？说明每条曲线所表示的意义和特点。 什么是泵的相似定律、比例定律和切割定律？ 什么是比转数？为什么可用比转数对泵进行分类？ 什么是气蚀现象？它对泵的工作有何危害，如何防止气蚀的发生？ 什么是有效气蚀余量，必需气蚀余量，允许气蚀余量和临界气蚀余量？它们之间的关系？ 什么是有效气蚀余量，必需气蚀余量，允许气蚀余量和临界气蚀余量？它们之间的关系？,菜单,菜单,过程流体机械及控制,
