离心泵原理及应用.ppt

2020-11-16
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1. 离心泵工作原理 1.2 离心泵工作流程：
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）
输送液体
液体甩出，叶轮中心形成低压 吸入罐与泵之间产生压差 吸入液体，实现连续工作
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1. 离心泵工作原理 1.3 离心泵工作动画演示
2020-11-16
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1. 离心泵工作原理 1.5.3 离心泵产生汽蚀的原因
1、被输送的介质温度过高； 2、水池液位过低，有气体被吸入； 3、泵的安装高度过高； 4、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。
6、流量过大，也就是说出口阀门开的太大
⑴ 体积流量Q ： m3/h m3/s L/s
⑵ 质量流量m ： kg/h kg/s t/h
m=ρQ ρ液体密度kg/m3。
用的较多
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2. 离心泵主要工作参数： 2.2 扬程
输送单位重量的液体从泵入口处(泵进口法兰)到泵出口处 (泵出口法兰),其能量的增值。
常用H表示,单位J/kg、m液柱。 （J=N·m）
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2. 灌满液体边缘开口
p0
r=R z=0 p=p0
p
p0
(2(R2
2g
r2
)
z)
p
p0
g( 2 (R2 r2 )
2g
z)
中间形成 真空度
R
ω R 中心真空度
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1. 离心泵工作原理 1.5 离心泵的气蚀
1.5.1 汽蚀发生的机理
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）。
离心泵原理及应用
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离心泵原理及应用
➢ 离心泵工作原理 ➢ 离心泵主要参数 ➢ 离心泵构造
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1. 离心泵工作原理 离心泵典型结构
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1—轴 2 — 机封 3 — 扩压管 4 — 叶轮 5 — 吸入室 6 — 口环 7 — 蜗壳
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1. 离心泵工作原理 1.5.4 气蚀的解决方案
１．清理进口管路的异物使进口畅通，或者增加管径的大小；
２．降低输送介质的温度； ４．降低安装高度；
５．重新选泵，或者对泵的某些部件进行改进，比如选用耐汽 蚀材料等等．
6 ．使泵体内灌满液体或者在进口增加一缓冲罐就可以解决．
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2000~3000Hz），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200~300℃），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。
➢ 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。
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1. 离心泵工作原理
1.5.2 汽蚀的后果
➢ 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。
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Hale Waihona Puke 1. 离心泵工作原理1.1 离心泵工作原理
驱动机通过泵轴带动叶轮旋转产生离心力,在离心力作用 下,液体沿叶片流道被甩向叶轮出口,液体经蜗壳收集送入排 出管。液体从叶轮获得能量,•使压力能和速度能均增加,并依 靠此能量将液体输送到工作地点。
在液体被甩向叶轮出口的同时,叶轮入口中心处形成了低 压,•在吸液罐和叶轮中心处的液体之间就产生了压差,吸液罐 中的液体在这个压差作用下,不断地经吸入管路及泵的吸入室 进入叶轮中。
p ( 2 x 2 y gz) C
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p ( 2r gz) C
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1.4 离心泵工作原理理论 1.盛满液体容器中心开口
r=0 z=0 p=p0
ω r p
p
p0
g
(
2
r
2
2g
z)
ω r p
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1.4 离心泵工作原理理论
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1.4 离心泵工作原理理论
“等角速度旋转容器中液体相对平衡”
⑴ 单位质量离心力 F 在x轴和y轴方向分量：
m
X 2r cos 2x
Y 2r sin 2 y
⑵ 铅垂方向质量力分量： Z g
⑶ 流体平衡微分方程： dp (Xdx Ydy Zdz)
⑷ 流体静压力分布公式：
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2. 离心泵主要工作参数：
➢ 流量 Q ➢ 扬程 H ➢ 转速 n ➢ 功率 N ➢ 效率η ➢ 气蚀余量（Δhr）
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2. 离心泵主要工作参数： 2.1 流量
即泵在单位时间内排出的液体量,通常用体积单位表示,符号 Q,单位有m3/h,m3/s,l/s等,
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1. 离心泵工作原理 1.5.2 汽蚀的后果
➢ 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。