离心泵1-离心泵的工作原理及能量分析.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,UPC,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一章 离心泵,目前，炼油、化工、火力发电等诸多行业使用最多的流体输送机械是离心泵：,结构简单、体积小、重量轻、操作平稳、流量稳定、性能参数范围广、易制造、便于维修。,离 心 泵,第 一 节 离心泵的工作原理及能量分析,第 二 节 离心泵的汽蚀及抽空,第 三 节 离心泵的性能曲线,第 四 节 离心泵的装置特性与工况调节,第 五 节 离心泵的主要零部件,第一节 离心泵工作原理及能量分析,一、离心泵的基本构成,二、离心泵的工作原理,三、离心泵的简单分类,四、离心泵的主要工作参数,一、离心泵的基本构成,图,1-1,离心泵的基本结构图,1,轴,2,轴封箱,3,扩压管,4,叶轮,5,吸入室,6,口环,7,蜗壳,一、离心泵的基本构成,1.,主要部件,：,2.,过流部件：,吸入室：,叶 轮：,叶轮、吸入室、蜗壳（压出室）或导叶、诱导轮、轴封、口环、轴承箱（支架）、平衡盘。,在叶轮进口前，作用是把液体从吸入管引到叶轮。,要求：流动损失小、流入叶轮的流体速度分布均匀。,离心泵中唯一的做功元件！,离心泵的,关键部件,；液体在叶轮中得到能量，,提高速度和压力，即,能头,。,要求,：,在,最小流动损失,的情况下使单位质量液体获得较高能头。,基本结构图,5,图,1-2,离心泵装置简图,离心泵一般装置,1 ,泵,2 ,吸液罐,3 ,底阀,4 ,吸入管路,5 ,吸入管调节阀,6 ,真空表,7 ,压力表,8 ,排出管调节阀,9 ,单向阀,10 ,排出管路,11 ,流量计,12 ,排液罐,二、离心泵的工作原理：流体力学基础,“等角速度旋转容器中液体相对平衡”,动画,从流体力学、,流体静压分布规律,1.,盛满,液体容器中心开口,“等角速度旋转容器中液体相对平衡”,r=0 z=0 p=p,0,流体静压分布规律,?,2.,灌满液体边缘开口,“等角速度旋转容器中液体相对平衡”,r=R z=0 p=p,0,中间形成真空度,启动之前要,灌泵,，在离心力作用下，液体被甩出，速度压力皆提高，同时在叶轮入口处形成低压，在压差作用下，流体不断地流入。如此连续不断实现液体的输送。,吸入头,和,灌注头,。,5,图,1-2,离心泵装置简图,离心泵一般装置,1 ,泵,2 ,吸液罐,3 ,底阀,4 ,吸入管路,5 ,吸入管调节阀,6 ,真空表,7 ,压力表,8 ,排出管调节阀,9 ,单向阀,10 ,排出管路,11 ,流量计,12 ,排液罐,1.,启动前：,灌泵。,2.,启动后：,液体甩出，叶轮中心形成低压,驱动机带动,叶轮高速旋转,叶轮带动液体高速旋转,产生,离心力,液体,获得能量,（压力能、速度能增加,）,吸入罐与泵之间产生,压差,吸入液体，实现,连续工作,输送液体,装置示意图,1,泵,2,吸液罐,3,底阀,4,吸入管路,5,吸入管调节阀,6,真空表,7,压力表,8,排出管调节阀,9,单向阀,10-,排出管路,11-,流量计,12-,排液罐,图,1-2,离心泵的一般装置示意图,二、离心泵的工作原理,为什么要灌泵？,强调指出,：若在离心泵启动前没向泵壳内灌满被液体，由于空气密度小，叶轮旋转后产生的离心力小，不足以在叶轮中心区形成吸入贮槽内液体的低压，因而虽启动离心泵也不能输送液体。这表明离心泵无自吸力，此现象称为气缚。这就是启动泵前必须进行灌泵的缘故。,吸入管路安装单向底阀,。,中间形成,真空度,?,三、离心泵的简单分类,1.,按液体吸入叶轮方式,单吸式泵,双吸式泵,2.,按叶轮级数,单级泵：只有一个叶轮,多级泵：一轴上串有两个以上的叶轮,3.,按壳体剖分方式,中开式泵：通过轴水平线水平分开,（图,1-3,，,p5,）,，多为蜗壳。,分段式泵：垂直于轴平面分开,（图,1-4,，,p6,）,，导叶式。,双吸水泵,4.,按泵体形式,蜗壳式,双蜗壳式：,平衡径向力,，双蜗壳或双层蜗室。,筒式泵：双层泵壳，外层承压，内筒起蜗室的作用。,5.,按输送介质,清水、油泵、耐腐蚀泵、液态烃泵、医药泵,冷凝水泵、油浆泵、泥浆泵、污水泵、饮料泵。,四、离心泵的主要工作参数,流量,Q,扬程,H,转速,n,功率,N,效率,汽蚀余量（,NPSH,、,H,s,、,n,s,）,1.,流量：,单位,时间内输送的液体量。,用的较多,m=Q ,液体密度,kg/m,3,。,2.,扬程,：,单位质量,的液体经过泵压获得的,有效能头,，,指每公斤质量的液体从泵进口（进口法兰）到泵出口（出口法兰）的能头增值。,?,体积流量,Q,：,m,3,/h m,3,/s L/s,质量流量,m,：,kg/h kg/s t/h,即总扬程。常用,H,，单位,J/kg,、,m,液柱。,（,J=Nm,）,在已知管路中输送一定的流量时，计算泵所需要的扬程,。,扬程的工程计算：,两种情形。,泵,给出,的扬程（能头）,H=,输送液体,消耗,的能头。,p,B,p,A,：进出口液面压力,p,a,；,：液体密度,kg/m,3,进出口相同。,c,A,c,B,：进出口罐液面平均流速,m/s,；,h,f,：阻力损失,J/kg,。（不计泵内损失）,计算运转中的泵的实际扬程。泵出入口的能量方程,：,J/kg,进出口直径相同或相差很少时,c,S,=c,D,J/kg,p,S,p,D,：进出口液面压力，,p,a,；,Z,SD,：进出口垂直距离,m,；,c,S,c,D,：进出口罐液面平均流速,m/s,；进出口直径相同或相差很少时,c,S,=c,D,。,-,管路中泵所需的扬程,p,B,p,A,:,吸液罐和排液罐液面的压力，,p,a,。,:kg/m,3,进出口相同,c,A,c,B,:,进出口罐液面平均流速,m/s,；,h,f,:,阻力损失,J/kg,。,(,不计泵内损失,),-,运转中泵的扬程,p,S,p,D,：泵吸入口和排出口的压力,；,Z,SD,：进出口垂直距离；,c,S,c,D,：进出口罐液面平均流速,m/s,，进出口直径相同或相差很少时,c,S,=c,D,实际工程应用中，泵的扬程常用,“米液柱”,来表示。,米液柱,：每公斤重量液体获得的能量。,即,：,国际单位制：泵的扬程用,“,J/kg,”,来表示。,则以上（,1-1,）、（,1-2,）、（,1-3,）为：工程单位制,扬程与压差关系,：,m,m,m,提高位能；,克服阻力损失；,增加静压能,；,增加速度能,。,H,是液体获得的能量，不是简单的排送高度！,特别注意,！,H,由能量方程显然可以看出,m,3.,转速,n,：,每分钟旋转次数,单位：,rpm,，或,r/s,一般离心泵转速,970 rpm,、,1450 rpm,、,2900 rpm,；,高速离心泵的转速可达,20000 rpm,以上。,4.,功率：单位时间内所做的功。,单位：,工程单位,：,1 kW=1000 W,单位时间内泵输送出去的液体所获能量。,kW,有效功率,N,e,:,轴功率,N,：,泵轴输入,的功率。,5.,效率：,表示，是衡量泵的,经济性,的指标。,两者的差别在于损失，包括流动损失、泄漏、机械摩擦等。,N,：泵输入功率 （轴功率）,N,e,：液体得到功率（有效功率）,6.,其它：,汽 蚀 余 量：,NPSH,吸入真空度：,H,s,比 转 数：,n,s,