离心泵的原理

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1、 离心泵的原理、结构一、泵的分类与用途 1、泵的分类 离心泵:叶片式轴流泵 漩涡泵往复泵：活塞泵、柱塞泵、隔膜泵 回转泵：齿轮泵、螺杆泵、滑片泵 其他类型泵：喷射泵、真空泵 1)、容积泵:依靠工作室容积的连续改变而提高液体压力达到输送液体的目的（如：往复泵、齿轮泵等）。)、叶片泵：依靠旋转的叶轮在旋转过程中,由于叶片和液体的相互作用,叶片将机械能传给液体，使液体的压力能增加，达到输送液体的目的(如离心泵）。3）、流体动力作用泵：它是利用一种带压的工作流体在泵内通过，从而达到输送另一种液体的目的（如：喷射泵)。 2、泵的用途泵是一种输送流体的通用机械，在石油、化工装置中原料、回流、中间产品、溶剂

2、等液体、气体的输送、循环和增压等都需泵来完成。由于各个装置工艺的不同，所需泵的形式和数量也不同，每个装置少则120台泵，多则10台泵。如果没有泵，装置中物料加热、反应、分离等工艺过程就无法进行。可见泵在石油化工装置中占有重要地位。在各种泵中，以离心泵应用最为广泛，由于它的流量、扬程及性能范围均较大,并具有结构简单、体积小、重量轻、操作平稳、维修方便等优点，所以占化工生产用泵的80%以上。 二、离心泵的工作原理1、离心泵的工作原理 叶轮安装在泵壳内,并紧固在泵轴3上，泵轴由电机直接带动.泵壳中央有一液体吸入4与吸入管连接。液体经底阀和吸入管进入泵内.泵壳上的液体排出口8与排出管9连接。 ，当泵的

3、转速一定时，其压头、流量与叶轮直径有关离心泵叶轮直径的影响 该式只有在叶轮直径的变化不大于10时才适用1.3泵的串、并连调节方式当单台离心泵不能满足输送任务时，可以采用离心泵的并联或串联操作。用两台相同型号的离心泵并联，虽然压头变化不大,但加大了总的输送流量，并联泵的总效率与单台泵的效率相同；离心泵串联时总的压头增大，流量变化不大，串联泵的总效率与单台泵效率相同。两泵并联后,流量与压头均有所提高，但由于受管路特性曲线制约,管路阻力增大,两台泵并联的总输送量小于原单泵输送量的两倍.两泵串联后，压头与流量也会提高,但两台泵串联的总压头仍小于原单泵压头的两倍。当泵入口处压力P等于或小于同温度下液体的

4、饱和蒸气压V时，液体发生汽化,气泡在高压作用下,迅速凝聚或破裂产生压力极大、频率极高的冲击，泵体强烈振动并发出噪声，液体流量、压头（出口压力）及效率明显下降。这种现象称为离心泵的汽蚀. 在泵启动前,泵壳内灌满被输送的液体；启动后，启动后，叶轮由轴带动高速转动,叶片间的液体也必须随着转动。在离心力的作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘并获得能量，以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳.在蜗壳中,液体由于流道的逐渐扩大而减速,又将部分动能转变为静压能，最后以较高的压力流入排出管道,送至需要场所.液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成了一定的真空，由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力，液体便被连续压入叶轮

5、中。可见，只要叶轮不断地转动，液体便会不断地被吸入和排出。 、气缚现象 当泵壳内存有空气,因空气的密度比液体的密度小得多而产生较小的离心力。从而，贮槽液面上方与泵吸入口处之压力差不足以将贮槽内液体压入泵内，即离心泵无自吸能力，使离心泵不能输送液体，此种现象称为“气缚现象”。 为了使泵内充满液体,通常在吸入管底部安装一带滤网的底阀,该底阀为止逆阀，滤网的作用是防止固体物质进入泵内损坏叶轮或防碍泵的正常操作. 三、离心泵的主要部件 主要部件有叶轮、泵壳和轴封装置. 1、叶轮 叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体，以增加液体的静压能和动能(主要增加静压能).叶轮一般有2片后弯叶片。 叶轮有开式、

6、半闭式和闭式三种,如图22所示。 开式叶轮在叶片两侧无盖板，制造简单、清洗方便，适用于输送含有较大量悬浮物的物料，效率较低,输送的液体压力不高；半闭式叶轮在吸入口一侧无盖板，而在另一侧有盖板，适用于输送易沉淀或含有颗粒的物料,效率也较低；闭式叶轮在叶轮在叶片两侧有前后盖板，效率高，适用于输送不含杂质的清洁液体。一般的离心泵叶轮多为此类。 叶轮有单吸和双吸两种吸液方式。 2、泵壳 作用是将叶轮封闭在一定的空间，以便由叶轮的作用吸入和压出液体。泵壳多做成蜗壳形，故又称蜗壳。由于流道截面积逐渐扩大，故从叶轮四周甩出的高速液体逐渐降低流速,使部分动能有效地转换为静压能.泵壳不仅汇集由叶轮甩出的液体,同

7、时又是一个能量转换装置。3、轴封装置 作用是防止泵壳内液体沿轴漏出或外界空气漏入泵壳内。 常用轴封装置有填料密封和机械密封两种. 填料一般用浸油或涂有石墨的石棉绳。机械密封主要的是靠装在轴上的动环与固定在泵壳上的静环之间端面作相对运动而达到密封的目的四、离心泵的分类 离心泵的分类：离心泵分类形式很多 按流体吸入叶轮的方式分类：单吸式泵和双吸式泵按级数分类:单级泵和多级泵 按主轴的安放情况分类：卧式泵、立式泵和斜式泵 五、离心泵的性能参数及工作原理 、离心泵的性能参数 流量 流量是泵在单位时间内输送出去的液体量。用v表示容积流量，单位是m/s,用qm表示质量流量，单位是k。其中：qm=qv。 扬

8、程扬程是单位重量液体从泵进口处到泵出口处能量的增值,也就是N液体通过泵获得的有效能量。其单位是Nm/=,即泵抽送液体的液柱高度。扬程主要体现在液体压力的提高。 转速 转速是泵轴单位时间的转数，一般用n表示，单位是/min。汽蚀余量汽蚀余量又叫静正吸头，是表示汽蚀性能的主要参数，一般用NPSH表示，单位是m。 功率泵的功率通常指输入功率，即原动机传到泵轴上的轴功率,用N表示，单位是W或KW。效率泵的有效功率用Ne表示，它是单位时间内从泵中输送出去的液体在泵中获得的有效能量,Ne=qvH.泵的效率为有效功率和轴功率之比，即=NeN。它反应了泵中能量的损失程度。泵中的损失一般可分为：容积损失（流量泄

9、漏所造成的能量损失）、流动损失、机械损失（轴承、密封装置和轮盘的摩擦损失)。 、离心泵的工作原理 离心泵在启动前,应关闭出口阀门，泵内灌满液体,此过程称为灌泵.工作时启动原动机使叶轮旋转,叶轮中的叶片驱使液体一起旋转从而产生离心力，使液体沿叶片流道甩向叶轮出口，经蜗壳送入打开出口阀门的排出管。液体从叶轮中获得机械能使压力能和动能增加,依靠此能量使液体达到工作地点。在液体不断被甩出的同时，叶轮入口处就形成了低压。在吸液池和叶轮入口中心线的液体之间就产生了压差,吸液池中液体在这个压差作用下，便不断的经吸入管路及泵的吸入室进入叶轮之中，从而使离心泵连续的工作。六、离心泵的汽蚀现象 1、汽蚀发生的机理

10、 离心泵运转时，流体的压力随着从泵入口到叶轮入口而下降，在叶片附近,液体压力最低。此后,由于叶轮对液体做功，压力很快上升。当叶轮叶片入口附近压力小于等于液体输送温度下的饱和蒸汽压力时，液体就汽化。同时，还可能有溶解在液体内的气体溢出,它们形成许多汽泡。当汽泡随液体流到叶道内压力较高处时,外面的液体压力高于汽泡内的汽化压力，则汽泡会凝结溃灭形成空穴。瞬间内周围的液体以极高的速度向空穴冲来，造成液体互相撞击，使局部的压力骤然剧增（有的可达数百个大气压)。这不仅阻碍流体的正常流动，更为严重的是，如果这些汽泡在叶轮壁面附近溃灭，则液体就像无数小弹头一样，连续地打击金属表面，其撞击频率很高（有的可达20

11、00000H),金属表面会因冲击疲劳而剥裂。若汽泡内夹杂某些活性气体（如氧气等），他们借助汽泡凝结时放出的能量（局部温度可达300），还会形成热电偶并产生电解，对金属起电化学腐蚀作用，更加速了金属剥蚀的破坏速度。上述这种液体汽化、凝结、冲击，形成高压、高温、高频率的冲击载荷，造成金属材料的机械剥裂与电化学腐蚀破坏的综合现象称为汽蚀.2、汽蚀的严重后果汽蚀是水力机械的特有现象，它带来许多严重的后果。 汽蚀使过流部件被剥蚀破坏 通常离心泵受汽蚀破坏的部位，先在叶片入口附近，继而延至叶轮出口。起初是金属表面出现麻点，继而表面呈现槽沟状、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

12、破裂，造成严重事故.因而汽蚀严重影响到泵的安全运行和使用寿命. 汽蚀使泵的性能下降汽蚀使叶轮和流体之间的能量转换遭到严重的干扰，使泵的性能下降,严重时会使液流中断无法工作。 汽蚀使泵产生噪音和振动 气泡溃灭时,液体互相撞击并撞击壁面,会产生各种频率的噪音.严重时可以听到泵内有“噼啪”的爆炸声，同时引起机组的振动。而机组的振动又进一步足使更多的汽泡产生和溃灭，如此互相激励,导致强烈的汽蚀共振，致使机组不得不停机,否则会遭到破坏。 汽蚀也是水力机械向高流速发展的巨大障碍，应为流体流速愈高，会使压力变得愈低,更易汽化发生汽蚀. 3、离心泵产生汽蚀的原因 、被输送的介质温度过高； 2、水池液位过低，有

13、气体被吸入；3、泵的安装高度过高； 、流速和吸入管路上的阻力太大;5、吸入管道、压兰（指不带液封的）密封不好,有空气进入。七、常见离心泵故障原因及排除方法 故障现象可能产生的原因 排除方法 1。水泵不出水 a。进出口阀门未打开，进出管路阻塞,叶轮流道阻塞。 b.电机运行方向不对，电机缺相转速很慢。 c.吸入管漏气。 d.泵没灌满液体，泵腔内有空气. e.进口供水不足，吸程过高，底阀漏水。f。管路阻力过大，泵选型不当。a检查，去除阻塞物.b。调整电机方向，紧固电机接线。 c.拧紧各密封面,排除空气 d。打开泵上盖或打开排气阀,排尽空气。 e。停机检查、调整（并网自来水管和带吸程使用易出现此现象）

14、f.减少管路弯道，重新选泵 2水泵流量不足a。先按1。原因检查。管道、泵叶轮流道部分阻塞，水垢沉积。 c。电压偏低。 d叶轮磨损 a。先按1.排除 b去除阻塞物，重新调整阀门开度。 。稳压 。更换叶轮。 .功率过大a超过额定流量使用. b。吸程过高c.泵轴承磨损。调节流量关小出口阀门。 b降低吸程.更换轴承.4.杂音振动。管路支撑不稳 液体混有气体.c产生汽蚀。 d。轴承损坏. 电机超载发热运行 a稳固管路b。提高吸入压力、排气 c。降低真空度。 d。更换轴承. e。调整按5 5。电机发热a.流量过大，超载运行。b。碰擦.电机轴承损坏。 d.电压不足。 a关小出口阀。 b.检查排除。c.更换轴

15、承. d.稳压。 6.水泵漏水a.机械密封磨损。 b泵体有砂孔或破裂。 c。密封面一平整。d。安装螺栓松懈。 .更换。 b.焊补或更换。 c修整。 d坚固. 7. 轴承发热 轴承缺油或油粘度太大影响润滑。轴承磨损间隙过大。泵与电机不同心 加油。换好油或粘度小的油.更换轴承。调整泵和电机,保证同心8、出口压力表指示有压力,泵出水很少或不出水。出水管阻力大。转向不对。叶轮堵塞。转速不够 检查底阀活门灵活性，除掉堵塞物.尽量使吸水管路简单。降低吸水高度. 9、出口压力表指示有压力，泵出水很少或不出水.出水管阻力大。转向不对。叶轮堵塞。转速不够。 降低管阻。检查电机转向。除去叶轮堵塞物.增加转速。 1