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六、离心泵的几个重要概念
6.2.3 简化的相似定律
Q’/Q=（n’/n）*（D’/D）3 H’/H=（n’/n）2*（D’/D）2 N’/N=（n’/n）3*（D’/D）5
六、离心泵的几个重要概念
6.2.4 比例定律
相似定律的特殊情况 应用于同一台泵，同一种液体，转速改变的情
况 Q’/Q=n’/n H’/H=（n’/n）2 N’/N=（n’/n）3
地缩小、破裂，重新凝结，汽泡破裂时周围液体迅速集中，产生 水力冲击。 ▪ 汽蚀产生的危害 造成过流部件机械剥蚀、电解和化学腐蚀； 泵的流量、扬程和效率明显下降； 引起泵振动和噪音。
六、离心泵的几个重要概念
6.5.1 NPSHa和NPSHr
有效汽蚀余量NPSHa 液体在泵吸入口处，所富余的高出汽化压力的那部分液
▪ 动力相似
Fa1’/ Fa1 = Fa2’/ Fa2 = Ff1’/ Ff1 = Ff2’/ Ff2 =……=常数
六、离心泵的几个重要概念
6.2.2 相似定律
流量： Q’/Q=（n’/n）*（D’/D）3*（ŋ’/ ŋ） 扬程： H’/H=（n’/n）2*（D’/D）2*（ŋ’/ ŋ） 功率： N’/N=（n’/n）3*（D’/D）5*（ρ’/ρ ）*（ŋ’/ ŋ）
辅助用泵 润滑油泵、密封油泵、液压传动用泵等
管道输送泵 输油管线用泵、装卸车用泵等
二、泵的分类
3.按泵所输送的液体分类
水泵 清水泵、锅炉水给水泵、凝结水泵、热水泵等
耐腐蚀泵 包括各种金属材料、塑料或橡胶衬里的耐腐蚀泵等
杂质泵 浆液泵、污水泵等
油泵 冷油泵、热油泵、液态烃泵等。
二、泵的分类
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一、炼油厂和石油化工厂用泵的特点
1.操作条件较苛刻，输送液体品种繁多
温度、压力、流量各异；易燃、易爆、易挥发、 有毒性；粘度；腐蚀性；催化剂颗粒。
要求泵的密封严密、泄漏量少；操作安全，可 靠性高，运行周期长，节能；检维修方便，投 资少。
一、炼油厂和石油化工厂用泵的特点
离心泵技术规范-I级 石油、重化学和天然气工业用离心泵； 往复式容积泵； 往复式计量泵； 容积式旋转泵； 炼油厂专用联轴器； 离心泵、转子泵的轴封系统。
五、泵采用的有关标准
2.泵的标准简介
美国标准协会：ANSI的B73，按此标准生产的 泵，其流体力学性能和机械性能稳定，用于化 工装置中轻工位用泵。
炼油、化工及石油化工流程用离心泵通用技术条件；
单级单吸化工离心泵技术条件； 小型磁力驱动离心泵技术条件； 磁力驱动离心式化工流程泵标准；
离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法；
计量泵技术条件； 计量泵试验方法；
五、泵采用的有关标准
ISO/DIS9905 API610-95 API674-95 API675-94 API676-94 API671-90 API682-94
开式叶轮：无前后轮板的叶轮；效率低；输送 浆状液体。
八、离心泵的主要部件
8.2 泵壳
轴向剖分（水平剖分）：泵壳在轴心线的水平 面上剖分，拆卸泵壳时不需拆卸泵的进出口管 线，维修方便，但机加工麻烦，密封性不高。
径向剖分（垂直剖分）：泵壳在轴心线的垂直 平面上剖分，结合面加工容易，密封性高，是 高温、高压、易燃、易爆、有毒或腐蚀性液体 泵采用的有效型式。
高粘度泵：粘度达数千Pa.s； 计量泵：流量的计量精度达0.3%。
三、基本性能参数
1.流量 Q
泵在单位时间内输出的液体量，是泵大 小的主要标志之一；
容积流量：单位是m3/h、m3/s、L/s； 质量流量：单位是Kg/s、Kg/h。
三、基本性能参数
2.扬程 H
概念:单位液体重量通过泵进口法兰至泵出口法 兰所获得的能量。
用以克服两端容器的位差和液面上压力作用的 压头差，以及泵进出口管线、管件和设备阻力 的损失；
叶片泵：单位m 容积泵：单位MPa
三、基本性能参数
3.转速 n
泵轴每分钟旋转的次数 单位r/min
三、基本性能参数
4.轴功率 N
原动机传递给泵的功率。 选配原动机的大小的依据。 单位kW。
六、离心泵的几个重要概念
6.4 切割定律ຫໍສະໝຸດ Baidu
ns
60 120 200 300 350
(D2-D2’)/D2 0.2 0.15 0.11 0.09 0.07
六、离心泵的几个重要概念
6.5 汽蚀
汽蚀现象 汽化过程：叶轮中过流部分的局部区域，因某种原因合液体的
压力低于液体在此温度下的饱和蒸汽压时，液体在该处开始汽化。 凝结过程：产生蒸汽形成汽泡，随液体流到高压处，汽泡急骤
齿轮联轴器：具有一定的径向、轴向和角位移补偿能力，用于转 速及功率较高的泵，需要润滑油或润滑脂润滑齿轮。
膜片联轴器：通过两组不锈钢薄片传递扭矩，具有消振、降噪和 补偿能力；结构简单，便于检修；可用高速和大功率的泵。
柱的高度。单位：m 与泵本身无关，只与泵装置有关。 必须汽蚀余量NPSHr 液体在泵入口处，除了高出液体的汽化压力处，还应有
一定的富余能量。单位：m 与泵本身有关。
六、离心泵的几个重要概念
6.5.2 离心泵发生汽蚀的条件
NPSHa>NPSHr，泵不汽蚀 NPSHa=NPSHr，泵开始汽蚀 NPSHa<NPSHr，泵严重汽蚀
三、基本性能参数
5.效率 ŋ
有效功率和轴功率之比， 即ŋ=有效功率 /轴功率。
衡量泵工作经济性的重要指标。 因泵的类型和大小不同差异很大。 单位用百分数表示
四、不同类型的泵的特点
1.离心泵
用于流量大，扬程较低，在输送温度下 液体的粘度小于650mm2/s，液体中溶解 或夹带的气体量的体积百分数小于5%的 场合。液体中含有固体颗粒、纤维、悬 浮物时也可选用，但其叶轮等应作适当 的变化。
六、离心泵的几个重要概念
6.5.3 提高离心泵抗汽蚀性能的方法
提高泵本身抗汽蚀的性能，适当加大叶轮吸入 口直径和叶片入口边宽度；采用双吸式叶轮； 采用诱导轮；采用抗汽蚀材料。
合理设计吸入管路尺寸、安装高度等
七、离心泵的计算
有效功率 Ne=QHρ/102 Q(M3/S)，H（M），ρ（KG/M3）
二、泵的分类
1.按泵的作用原理和结构分类
1.1叶片泵 ▪ 工作原理：依靠叶轮对液体的动力作用，将能
量连续地传递给液体，使液体的速度能和压力 能增加，然后通过压出室将大部分速度能转换 为压力能。 ▪ 离心泵、轴流泵、旋涡泵
二、泵的分类
1.2容积式泵
▪ 工作原理： 依靠液体在工作空间容积的周期性 变化，将能量周期性传递给液体，使液体的压 力增加至把液体强制排出。
六、离心泵的几个重要概念
6.3 比转速ns
相似原理中引出的综合性的参数。 相似泵在相似工况下具有相同的ns。 ns=3.65nQ1/2/H3/4 作用：对叶轮分类；编制离心泵系列的
基础；离心泵设计计算的基础。
六、离心泵的几个重要概念
6.4 切割定律
泵转速不变的情况下，车削叶轮外径 目的：扩大泵的工作范围 Q’/Q=D2’/D2 H’/H=（ D2’/D2 ）2 N’/N=（ D2’/D2 ）3
▪ 往复泵：隔膜泵、柱塞泵 ▪ 转子泵：齿轮泵、螺杆泵等
二、泵的分类
1.3其他形式泵
喷射泵：利用一种液体作为动力输送另一种 液体。
电磁泵：用电磁力输送电导体。
二、泵的分类
2.按泵的用途分类
工艺流程泵 进料泵、回流泵、循环泵、塔底泵、产品泵等
公用工程泵 锅炉给水泵、冷凝液泵、热水泵、凉水塔用泵、消防 泵等
2.3 API682-94 离心泵、转子泵的轴封系 统
目的：使炼油厂的泵至少连续运行三年； 炼油厂用机械密封新标准； 要求机械密封采用集装式密封； 三种密封形式：A型、B型、C型。
六、离心泵的几个重要概念
性能曲线 相似理论 比转速 切割定律 汽蚀
六、离心泵的几个重要概念
6.1 性能曲线
六、离心泵的几个重要概念
6.2.1 流动相似条件
▪ 几何相似
D1’/ D1= D2’/ D2= b1’/b1= b2’/b2 =……=常数； ß 1A’ =ß 1A； ß 2A’ =ß 2A； Z ’ = Z ；……
▪ 运动相似
C1’/ C1= C2’/ C2= W1’/W1= U2’/U2 =……=常数； ß 1’ =ß 1； ß 2’ =ß 2；α1 ’ = α1 ； α2 ’ = α2 …… ；
八、离心泵的主要部件
8.3 轴封
机械密封：由两个和轴垂直的相对运动 的密封端面进行密封。
填料密封：由填料和轴的外表面紧密接 触来实现密封。
八、离心泵的主要部件
8.4 联轴器
爪形弹性联轴器：体积小、重量轻、结构简单、制造安装方便， 适用于较小的泵。
弹性柱销联轴器：弹性元件为橡胶圈，减缓冲击和振动，适用于 转速、功率低或中等的泵。
4.按使用条件
大流量及微流量泵：流量分别为300M3/MIN和0.01L/H； 高温泵及低温泵：高温达500OC，低温至- 250OC； 高压泵及低压泵：高压达200MPa，低压的真空度为
2.66~10.66KPa；
二、泵的分类
高速泵及低速泵：高速达24000r/min，低速为 5~10 r/min；
轴功率N N= Ne/ ŋ
七、离心泵的计算
原动机的功率P P=K*N
轴功率(kW)
K
>55
1.1
22~55
1.15
<22
1.25
八、离心泵的主要部件
8.1 叶轮
闭式叶轮：前盖板、后盖板之间夹有叶片；分 为单吸和双吸两种叶轮；效率高，适于输送扬 程高、清洁的液体，应用广泛。
半开式叶轮：只有一面轮板的叶轮；效率较低； 输送含有固体颗粒或杂质的液体。
液体计量准确时，选用柱塞式计量泵。 要求不泄漏时，选用隔膜式计量泵。
四、不同类型的泵的特点
4.转子泵
用于流量较小、扬程较高、在输送温度 下液体的粘度小于650mm2/s、液体有润 滑性的场合。
五、泵采用的有关标准
1.相关标准
GB3215-82 GB5656-85 JB/TQ788-92 HG/T2730-95 JB3216-82 GB9236-88 GB7783-87
四、不同类型的泵的特点
2.旋涡泵
用于流量较小、扬程较高、在输送温度 下液体的粘度小于35mm2/s，液体中溶 解或夹带的气体量的体积百分数小于5% 的场合。
四、不同类型的泵的特点
3.往复泵
用于流量较小、扬程较高、在输送温度 下液体的粘度小于650mm2/s、液体润滑 性较差、液体中溶解或夹带的气体量的 体积百分数小于5%的场合。
2.泵的用量大、品种多
▪国内一个深度加工的炼油厂，用泵800台左右， 其中离心泵约占75%。 ▪一套60kt/a苯乙烯装置，离心泵91台，高速 泵8台，计量泵7台，齿轮泵34台，共115台。
一、炼油厂和石油化工厂用泵的特点
3.提高泵的质量，加强科学管理
▪目前国产泵基本可以满足炼油厂的要求，只 有少量泵需要进口。 ▪国产泵近年来有新的进展，主要表现在流程 泵的品种和规格增多，依靠引进技术生产的泵 已系列化。
心泵改为石油、重化学和天然气工业用离心泵， 适用范围扩大。 要求泵的使用寿命至少是20年，连续运行寿命 至少为3年。
五、泵采用的有关标准
2.2 GB3215-82 炼油、化工及石油化工流 程用离心泵通用技术条件
参考了API610标准； 20余年没有修改，不能反映国内泵现有制造水
平。
五、泵采用的有关标准
国际标准化组织：TC-115，基本上是德国标准 DIN转化而来，也包括一部分API标准的转化。
美国石油学会标准：API标准，专门为炼油厂 用泵的制造和采购制定的，对泵的设计和制造 提出了严格的要求。
五、泵采用的有关标准
2.1 API610-95 石油、重化学和天然气 工业用离心泵
一般每5年修改、删减、和增补一次。 标准名称由API610-89标准的炼油厂一般用离
流量-扬程曲线，流量-功率曲线，流量-效率曲 线。
工况点，最佳工况点。 允许工作区，优先工作区。 平坦性能曲线，陡降性能曲线，驼峰性能曲线
六、离心泵的几个重要概念
6.2 相似理论
目的：用于离心泵的设计研究、性能换算。 流动相似：液体在接受叶轮外功进行能量转换
过程中的流动相似；即液流在流经几何相似的 泵时，在任意对应时刻和对应点上的同名物理 量之比保持常数。 工况，相似工况。