39流体输送机械

第二章流体的输送流体的输送1345概述流体静力学流体输送机械主要内容2流体的主要物理量流体动力学5.1流体输送机械的类型泵离心泵，轴流泵，混流泵叶片泵（透平泵）容积式泵往复泵：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，真空泵旋涡泵5流体输送机械5.2离心泵特点：结构简单、流量大且均匀、操作方便5.2.1离心泵的工作原理5.2.2离心泵的气缚现象泵内没有充满液体，或在运转过程中泵内渗入了空气，由于气体的密度比液体小得多，产生的离心力小，无法把空气甩出去，导致叶轮中心所形成的真空度不足以将液体吸入泵内，尽管叶轮在不停的旋转，却无法输送液体，这种现象称为气缚。5.2.3离心泵的气蚀现象离心泵内压力小于液体饱和蒸汽压的时候，液体发生大量汽化产生气泡。含气泡的液体挤入高压区后急剧凝结或破裂。因气泡的消失产生局部真空，周围的液体就以极高的速度流向气泡中心，瞬间产生了极大的局部冲击力，造成对叶轮和泵壳的冲击，使材料受到破坏。把泵内气泡的形成和破裂而使叶轮材料受到破坏的过程，称为气蚀现象。离心泵气蚀的危害泵出现振动和噪音泵的性能下降泵部件的损害造成气蚀的原因2、输送介质温度过高3、流量过大，出口阀门开度太大4、安装高度过高，影响泵的吸液量1、进口管路阻力过大或者管路过细5.2.4离心泵的主要性能gQHN效3、功率：每秒钟泵对输出液体所作的功，称为泵的有效功率，以Pe表示，单位为W或kW2、扬程：指泵给予单位重量液体的有效能量，以H表示，其单位为m。1、流量：指离心泵在单位时间内排入到管路系统内的液体体积，以Q表示，其单位为m3.s-1或m3.h-1。轴功率是指泵轴所需的功率，即电机传给泵轴的功率，单位为W或kW。4、效率：反映泵利用能量情况的参数，以表示轴效NN离心泵输送液体中的能量传递、变化过程：离心泵的效率与泵的类型、尺寸，制造精密程度、液体的流量和性质等有关。一般小型离心泵的效率为50～70％，大型泵可高达90％。小于1，离心泵在输送液体过程中存在能量损失，主要有三种：1)容积损失容积损失是指泵的泄漏所造成的损失;2)机械损失由机械摩擦而引起的能量损失称为机械损失；3)水力损失粘性液体流经叶轮通道和蜗壳时产生的摩擦阻力以及在泵局部处而产生的局部阻力，统称为水力损失。离心泵的效率在某一流量下为最高，而小于或大于该流量时都将降低。通常将最高效率下的流量称为额定流量例：采用图示装置测定离心泵的性能。泵的吸入和排出管内径分别为100mm和80mm，两测压口间垂直距离为0.5m,泵的转速为2900rpm,用20℃清水作为介质时测定，数据为:流量15l/s,泵出口处表压2.55×105Pa进口处真空度2.67×104Pa,电机功率6.2kW(电机效率93%)feHgppguuZZgWH122122122)(其中:Z2=0.5mZ1=0解：①泵的流量：Q=15×10-3×3600=54m3/h②泵的扬程：在真空表和压强表所在截面1-1′与2-2′间列柏努利方程:p2＝2.55×105Pa(表)p1＝-2.67×104Pa(表)Hf≈0z21Z1smdQu/91.11.010154423211m5.2981.910001067.21055.281.9291.198.25.0H4522③轴功率：N轴=6.2×0.93＝5.77kW④效率：故该泵主要性能为Q=54m3/h，H=29.5m,N=5.77kW，η=75.2%,n=2900rpmsmdduu/98.208.01.091.1221122%2.75100077.581.9100010155.293轴NgHQ5.2.5离心泵的特性曲线当转速一定时H、N、η与Q的关系曲线HNQHQQNQH—Q曲线代表的是在一定转速下流体流经离心泵所获得的能量与流量的关系，是最为重要的一条特性曲线。在一定转速下，泵的轴功率随输送流量的增加而增大，流量为零时，轴功率最小。关闭出口阀启动离心泵，启动电流最小，防止过载。5.2.6影响离心泵特性的因素2121nnQQ22121nnHH32121nnNN液体的密度：对离心泵的扬程、流量和效率无影响，ρ↑N轴↑液体的粘度：液体的粘度↑，能量损失↑泵的扬程、流量↓效率↓轴功率↑离心泵的转速：叶轮直径：2121DDQQ22121DDHH32121DDNN泵的工作点QH工作点离心泵的工作点：泵的扬程曲线(H~Q线)与管路特性曲线(H~Q线)的交点(a点)。5.2.7离心泵的调节工厂操作中经常要遇到对离心泵及其管路系统进行调节以满足工艺上对流体的流量和压头的要求，实际上这对应着改变泵的工作点位置。该调节方法的主要优点是操作简单，但管路上阻力损失大且可能使泵的工作点位于低效率区，因此多在调节幅度不大但需经常调节的场合下使用。1）改变管路特性曲线：如阀门开度变小，管路流动阻力变大，曲线边陡，特性曲线将发生相应的变化，我们发现工作点由a上移至a’流量由Q减少为Q’2）改变泵H~Q特性曲线：——改变叶轮转速将叶轮转速由n调节n’到或n’’，根据离心泵的比例定律式，泵的H-Q曲线会有相应的改变。随转速增加或减少、泵的H-Q特性曲线上移或下移，工作点相应移动到a’或a’’，流量与压头发生相应改变而并不额外增加管路阻力损失，离心泵仍在高效区工作。该调节方法能量利用率更高，随着电机变频调速技术的推广，在大功率流体输送系统中应用越来越多。5.2.8安装高度安装高度：液面至泵入口中心线的允许最大垂直距离。损允饱大＝hhgppz实际安装高度应比计算的z大低0.5－1m5.2.9离心泵的操作1.离心泵启动前的检查1）电机检修后，在连接联轴器前，先检查电机的转动方向是否正确。2）检查泵出入口管线及附属管线，法兰，阀门安装是否符合要求，地脚螺栓及地线是否良好，联轴器是否装好。3）盘车检查，转动是否正常。4）检查润滑油油位是否正常，无油加油，并检查润滑油（脂）的油质性质。5）打开各冷却水阀门，并检查管线是否畅通。注意冷却水不宜过大或过小，过大会造成浪费，过小则冷却效果差。一般冷却水流成线状即可。6）打开泵的入口阀，关闭泵的出口阀，并打开压力表手阀。7）检查机泵的密封状况及油封的开度。2.离心泵的启动1）全开入口阀，关闭出口阀，启动电机。2）当泵出口压力大于操作压力时，检查各部运转正常，逐渐打开出口阀。3）启动电机时，若启动不起来或有异常声音时，应立刻切断电源检查，消除故障后方可启动。4）启动时，注意人不要面向联轴器，以防飞出伤人。3.离心泵的停泵操作1）慢慢关闭泵的出口阀。2）切断电机的电源。3）关闭压力表手阀。4）停车后，不能马上停冷却水，应泵的温度的降到80度以下方可停水。5）根据需要，关闭入口阀，泵体放空。4.离心泵的切换操作为保证在切换泵时，其流量，压力等参数基本不变化，无波动，最好两人同时操作。1）做好启动泵开车前的准备工作。2）一人首先开启备用泵，待泵运转正常平稳后，慢慢打开出口阀，这时随泵出口阀的打开，泵的出口阀压力略有下降，但电机电流增加，同时另外一人缓慢的关闭要停泵的出口阀，待要运转泵的流量足够大时，再完全关闭要停泵的出口阀，切断电源，再作正常停泵处理。