泵的分类和选型

选泵时，总是希望泵在最高效率工作，因为在此条件下操作最为经济合理。但实际上泵往往不可能正好在该条件下运转，因此，一般只能规定一个工作范围，称为泵的高效率区。高效率区的效率应不低于最高效率的92%左右。泵在铭牌上所标明的都是最高效率下的流量，压头和功率。离心泵产品目录和说明书上还常常注明最高效率区的流量、压头和功率的范围等。
STEP5
STEP4
STEP3
STEP2
STEP1
汽蚀余量指泵入口处液体所具有的总水头与液体汽化时的压力头之差，单位用米（水柱）标注，用（NPSH）表示，具体分为如下几类：
NPSHa—装置汽蚀余量又叫有效汽蚀余量，越大越不易汽蚀；
NPSHr—泵汽蚀余量，又叫必需的汽蚀余量或泵进口动压降，越 小抗汽蚀性能越好；
Hale Waihona Puke 离心泵的特性曲线压头、流量、功率和效率是离心泵的主要性能参数。这些参数之间的关系，可通过实验测定。离心泵生产部门将其产品的基本性能参数用曲线表示出来，这些曲线称为离心泵的特性曲线。
图6-5为IS100-80-125型离心泵在n=2900r/min时特性曲线的特性曲线。图上绘有三种曲线，即
Ｈ－Q曲线 Ｈ－Q曲线表示泵的流量Q和压头Ｈ的关系。离心泵的压头在较大流量范围内是随流量增大而减小的。不同型号的离心泵，Ｈ－Q曲线的形状有所不同。如有的曲线较平坦，适用于压头变化不大而流量变化较大的场合；有的曲线比较陡峭，适用于压头变化范围大而不允许流量变化太大的场合。
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离心泵的特性曲线
离心泵的特性曲线是在一定转速下测定的。当转速由n1改变为n2时，其流量、压头及功率的近似关系为
离心泵的转数对特性曲线的影响
H2/H1=（n2/n1 ）2
流量之比 Q2/Q1=n2/n1 (为速度三角形相似的条件)
上述公式使用条件：当转速变化小于20%时，可认为效率不变，用 上式进 行计算误差不大.
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（2）扬程 H
（2）扬程 H
泵的扬程用伯努利方程（ ）计算，将泵的进出口设备作一个系统研究，以物料进口和出口容器的液面为基准，根据下式就可以很方便地算出泵的扬程。 H=（z2-z1）+(p2-p1)/r+ (∑h2+∑h1)+c22 /2g 式中 Z1 ——吸入侧最低液面至泵轴线垂直高度.如果泵安装在吸入 液面的下方（称为灌注）， Z1为负值，m； Z2 ——排出侧最高液面至泵轴线垂直高度，m； p2,p1 ——排出侧和吸入侧容器内液面压力，Pa； r——液体重力密度，kg／m3； ∑h2 ，∑h1——排出侧和吸入侧系统阻力损失，m或J/N； c2——排出口液面液体流速，m／s。 g——重力加速度，约 9.81 m／s2 对于一般输送的液体c22 /2g值很小，常忽略或纳入∑h损失中计算。 计算出的H不能作为选泵的依据，一般要放大5%~10%，即 H选用=（1.05~1.10）H
立足市场，立足国内，立足当地资源；
选材的目的是避免设备、建筑等过早地损坏，保证生产正常运转，这实质上是一个经济效益问题。希望选用的材料都是耐蚀性最优、价格最低，但往往耐蚀性最强的材料价格却很高。通常需要从材料价格、设备寿命、检修周期、维修费用、停产损失、事故可能性和废品价值等各方面来综合考虑，以选择最合适的材料。一般短期运转的中间试验设备，小型、间断操作设备和容易更换的零部件，可选用价格和耐蚀性较低的材料；大型连续生产设备,则要求寿命长、检修次数少,多采用价格较高、耐蚀性强的材料。
定义：它是单位质量的液体通过泵获得的有效能量，亦即单位重量的液体在泵进出口处的能量之差。单位为m，用H表示。
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由于泵可以输送很多种液体，各种液体的密度和黏度不同，为了使扬程有一个统一的衡量标准，泵的生产厂家在泵的技术指标中所指明的一般都是清水扬程，即介质为清水，密度为1000kg/m3 ,黏度为1mPa.s,无固体杂质的值。此外少数专用泵如硫酸泵、熔盐泵等，扬程单位注明为m酸柱或m熔盐柱。
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泵是化工厂最常见的液体输送设备，具有构造简单、便于维修、易于排除故障、造价低、可以批量生产等优越性。
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第二节 泵的设计与选型
按工作原理和结构泵分类如下
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泵的技术指标：
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型号；
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扬程；
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流量；
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必需汽蚀余量；
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功率与效率。
第二节 泵的设计与选型
（1）型号
目前，我国对于泵的命名尚未有统一的规定，但在国内大多数的泵产品已逐渐采用英文字母来代表泵的名称，如泵型号：IS80-65-160。IS表示泵的型号代号(单级单吸清水离心泵)，吸入口直径为80mm，排出口直径为65mm，叶轮名义直径为160mm。不同内型泵的型号均可从泵的产品样品中查到。 如果要求的压头较高，可以采用多级离心泵，其系列代号为“D” 如果要求的流量很大，可以采用双吸式离心泵，其系列代号为“Sh” 耐腐蚀泵的系列代号为“F” 油泵的系列代号为“Y”双吸式为“YS” 液下泵的系列代号为“FY” 杂质泵的系列代号为“P”
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吸程=标准大气压（10.33m）-汽蚀余量-安全量（0.5m）
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必需汽蚀余量Δh即为吸程：即泵允许吸液体的真空度，亦即泵允许的安装高度。
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（4）必需汽蚀余量 Δh
（5）功率 N与效率η
有效功率Ne指单位时间内泵对液体所做的功；
化工设备使用材料用量一般小大，在尽量采用先进材料的同时，应市足于当地和国内市场。我国有相当丰富的资源，又有十分丰富的、占世界储藏量绝大部分的稀土元素，有一些特殊的金属如钨、锑，另外一些金属可能储量不丰富，选材时在保证质量的前提下，尽量采用我国资源丰富的材料，不仅可以节省投资，也促进了我国相关工业的开发和发展。
一般分类如下图：
第一节 化工设备的材料和选材原则
第一节 化工设备的材料和选材原则
选材一般原则： 1．满足工艺及设备要求； 这是选材最基本的依据，根据工艺条件和操作条件（如温度、压力、介质、环境等），在机械强度、耐腐蚀和耐溶剂等性能上优先考虑，选用具有足够的强度和塑性、韧性，能耐受介质腐蚀的材料。 2．材质可靠，使用安全； 设备是化工反应的载体，是生产成败的场所，也是最应当注意安全和运行可靠的地方。因此，选用材料要做到万无一失、安全第一。当然，化工设备有国家规定的设计使用年限，在选材料时，还应考虑到有使用寿命的保证 3．易于加工，性能保证不大受加工影响； 化工设备总是由材料加工而成的，有些材料在加工过程中，可能导致一些性能恶化，有些材料加工困难等，都不是选材的首选或主要对象，因为材料性能在加工中的变化是不能控制的，而不易加工的材料势必影响造价。
材料分类： 化工材料分为金属材料和非金属材料两大类。化工用金属材料又可分为黑色金属材料 有色金属材料。黑色金属材料主要指铁和钢，多数化工机械设备是用铸铁和碳钢制成的。高合金铁、高合金钢（如高硅铁、高镍铁和各类不锈钢）以及镍、铜、铝、钛、锆及其合金，也广泛应用于化工生产中。 非金属材料在化工中的使用日益广泛，主要有塑料、橡胶、玻璃、陶瓷、搪瓷、不透性石墨等类。塑料发展迅速,耐蚀性优良,应用最广泛；不透性石墨既耐热、耐酸、还具有高热导率，用量也较多；陶瓷、玻璃等耐酸性良好，但性脆，又不能制成大体积设备，所以其本身用途有限，但可用来搪、衬金属表面，制成耐蚀的搪瓷设备，搪（或衬）玻璃的槽、罐等。 在金属与非金属之间，还有一种非晶质（态）合金，具有过冷液体的结构，耐蚀性很强，有些接近钽和贵金属，是一种发展中的材料。 为了利用不同材料的优点，还发展了多种复合材料，其中有：①金属与金属复合，如夹层金属板，利用高强度、低耐蚀的材料（如碳钢、铝合金）作底层，耐蚀性较高的材料（如纯铝、镍、钛、不锈钢等）作接触腐蚀介质的表层。②非金属与非金属复合，如增强塑料。③非金属与金属复合，如合金陶瓷，既有一定强度，又能耐高温。
（3）流量 Q
泵在单位时间内抽吸或排送液体的体积数称为流量，其单位以m3/h 或L/s表示. 叶片式泵如离心泵，流量与扬程有关，这种关系是离心泵的一个重要特性，称为离心泵的特性曲线。 泵的操作流量指泵的扬程流量特性曲线与管网系统所需的扬程，流量曲线相交处的流量值。 容积式泵流量与扬程无关，几乎为常数。
NPSHc—临界汽蚀余量，是指对应泵性能下降一定值的汽蚀余量；
[NPSH]—许用汽蚀余量，是确定泵使用条件用的汽蚀余量，通常取 [NPSH]=（1.1～1.5）NPSHc。
汽蚀余量
（4）必需汽蚀余量 Δh
标准大气压能压管路真空高度10.33米。
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式中
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为使泵在工作时不产生汽蚀现象，泵进口处必须具有超过输送温度下液体的汽化压力的能量。使泵在工作时不产生汽蚀现象所必须具有的富余能量称为必需汽蚀余量，用Δh表示，单位为m。泵汽蚀余量是由泵本身的特性决定的，是表示泵本身抗汽蚀性能的参数。欲提高泵本身的抗汽蚀性能，必须尽量降低汽蚀余量。
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P－Q曲线：P－Q曲线表示泵的流量Q和轴功率P的关系，P随Q的增大而增大。显然，当Q=0时，泵轴消耗的功率最小。因此，启动离心泵时，为了减小启动功率，应将出口阀关闭。
η－Q曲线：η－Q曲线表示泵的流量Q和效率η的关系。开始η随Q的增大而增大，达到最大值后，又随Q的增大而下降。该曲线最大值相当于效率最高点（A点）。泵在该点所对应的压头和流量下操作，其效率最高。所以该点为离心泵的设计点。
Dream of freedom
自由在人间是一种不切实际的奢望。 很小的时候我喜欢飞,可是我不会。 但我依然向往那种在天空中没有任何东西触碰的感觉。 连一根细线的接触都没有。 只有风轻挠着自己的每一根神经发出“沙沙”声的快乐感觉。
泵的分类和选型
2014.4
——YD
材料分类：
第一节 化工设备的材料和选材原则
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泵的分类；
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泵的类型很多，分类也不尽统一。按泵作用于液体的原理可以将泵分为叶片式和容积式两大类。叶片式泵是由泵内的叶片在旋转时产生的离心力作用将液态吸入和压出。容积式泵是由泵的活塞或转子在往复或旋转运动中产生挤压作用将液态吸入和压出。
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容积式泵分为往复泵（活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、计量泵）和转子泵（齿轮泵、螺杆泵、滑片泵、罗茨泵、蠕动泵、液下泵）。
综合经济指标核算。
第一节 化工设备的材料和选材原则
泵也常按其使用的用途来命名，如水泵、油泵、泥浆泵、砂泵、耐腐蚀泵、冷凝液泵等。也有以泵的结构命名的，如悬臂水泵、齿轮油泵、螺杆泵、液下泵、立式泵、卧式泵等。
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叶片式泵又因泵内叶片结构形式不同分为离心泵（屏蔽泵、管道泵、自吸泵、无堵塞泵）、轴流泵和旋涡泵。
轴功率之比 P2/P1=(n2/n1)3
离心泵的特性曲线
（4）必需汽蚀余量 Δh
汽蚀现象 液体在一定温度下，降低压力至该温度下的汽化压力时，液体便产生汽泡。把这种产生气泡的现象称为汽蚀。汽蚀时产生的气泡，流动到高压处时，其体积减小以致破灭。这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。 泵在运转中，若其过流部分的局部区域（通常是叶轮叶片进口稍后的某处）因为某种原因，抽送液体的绝对压力降低到当时温度下的液体汽化压力时，液体便在该处开始汽化，产生大量蒸汽，形成气泡，当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时，气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。在气泡凝结破裂的同时，液体质点以很高的速度填充空穴，在此瞬间产生很强烈的水击作用，并以很高的冲击频率打击金属表面，冲击应力可达几百至几千个大气压，冲击频率可达每秒几万次，严重时会将壁厚击穿。 在水泵中产生气泡和气泡破裂使过流部件遭受到破坏的过程就是水泵中的汽蚀过程。水泵产生汽蚀后除了对过流部件会产生破坏作用以外，还会产生噪声和振动，并导致泵的性能下降，严重时会使泵中液体中断，不能正常工作。