通用机械设备之水泵课件全解

2.3.1离心泵的理论方程式
3.理论方程的讨论
u2 c2 cos 2 H T g u2 cu 2 g 1 u2 (u2 cr 2 ctg 2 ) g
2 u2 u2 ctg 2 QT g gD2b2
(1)分析对理论能头的影响
2.3.1离心泵的理论方程式
(2)流出角对性能的影响 β2＜90°后弯 β2=90° 径向 β2＞90°前弯 考虑这些角度的取植范围。
2.4离心泵的运转
2.4.1离心泵的吸程、汽蚀和汽蚀余量 2.4.2离心泵的工作点 2.4.3离心泵的流量调节 2.4.4离心泵的并联和串联 2.4.5离心泵的小流量管线和阀门 2.4.6离心泵的启动要求、出口止回装 置和吸水管底阀
2.4.1离心泵的吸程、汽蚀和汽蚀余量
1.离心泵的吸程-泵的允许几何安装高度
通用机械设备之水泵课件
贾瑞宣
2010年
自我介绍
贾瑞宣
能源动力与机械工程学院 工程热物理教研室
办公室：主楼F613 电 话： 61778472 （O）
相关知识介绍
了解核电
了解发电情况，先看录象，再看核能发电幻 灯片。
核电中的水泵
见几个FLASH 反应堆冷却剂泵 泵看起来好复杂，从简单学起
压出室
2.2.2离心泵的主要部件
3.轴和轴承 (1)轴的作用:传递机械能,承受扭矩. (2)轴承作用:支持轴使其旋转,并减 少轴和支承之间的摩擦和磨损. (3)轴承分类:滑动轴承,滚动轴承, 向心轴承,推力轴承
2.2.2离心泵的主要部件
4.密封环 (1)密封环的工作原理:靠环间的很小 间隙增加流动阻力来减少泄露损 失. (2)密封环型式:平板式、角式、迷宫 式
7.管道附件
(1)进水滤网
(2)底阀
(3)放气旋塞
(4)出水管道上的止回阀
(5)放水旋塞
(6)充水设备
源自文库
(7)真空表
(8)压力表
2.3离心泵的基础理论
2.3.1离心泵的理论方程式 2.3.2离心泵的主要性能参数与特性 曲线 2.3.3离心泵的相似理论、相似定律 和比转速 2.3.4离心泵的比例定律和切割定律
(1)吸程的定义 与计算公式
P0 Ps u Hg Hw g 2g
2 s
1.离心泵的吸程-泵的允许几何安装高度
(2)允许吸上真空度H’s
' s
Pa Ps Pa Ps H g g g
u Hg H Hw 2g
' s
2 s
Pv 1000 H H s H a 10 0.24 3 9.8110
2.1.3泵的应用范围
(1)流量范围:几十毫升/小时~几十 万m3/小时 (2)压头范围:常压~1000MPa (3)介质温度:-200~+800℃ (4)介质性能:酸性,碱性,粘稠液,泥 浆,油类,化学液体,悬浮液体
2.1.4泵的发展趋势及新技术
1.大容量 2.高速化 3.高效率 4.可靠性 5.低噪声 6.自动化
Q1 D1 H1 D1 N1 D1 , , H D N D Q2 D 2 2 2 2 2
2
2
3
2.3.4离心泵的比例定律和切割定律
3.比例定律的应用 有一台离心式水泵运行过程中 须进行变速调节，调节后的流量是 调节前的95%，问调节后的转速是 调节前的百分之多少？（大于95%、 等于95%、小于95%）。
N gQT H t
H T
( R2c2 cos 2 R1c1 cos 1 ) u2c2 cos 2 u1c1 cos 1 g g
2.3.1离心泵的理论方程式
H T u2cu 2 u1cu1 g
离心泵基本方程式分析： （1）径向流入 （2）与密度无关 （3）采取哪些措施可使扬程增加？ 评价这些措施。
5

2
3
N D N M M DM
n n M

3
2.3.3离心泵的相似理论、 相似定律和比转速
3.离心泵的比转速 (1)比转速的公式
3.65n Q ns 34 H
2.3.3离心泵的相似理论、 相似定律和比转速
(2)比转速应用 1)用比转速对离心泵进行分类 2)用比转速进行泵的相似设计
常用的泵
(1)离心泵 1)单吸单级悬臂式离心泵 2)双吸单级离心泵 3)立式多级离心泵 4)多级节段式(分段式)离心泵 5)多级水平中开式离心泵 6)凝结水泵 7)潜水泵 8)深井水泵 (2)轴流泵和混流泵 (3)旋涡泵 (4)容积式泵 (5)喷射泵
2.1泵的功能、类型和应用范围
2.1.1泵的功能 2.1.2泵的类型 2.1.3泵的应用范围 2.1.4泵的发展趋势及新技术
密封环
2.2.2离心泵的主要部件
5.轴封机构 (1)轴封机构的作用:用来减少有压力的 液体流出泵外和防止空气进入泵内. (2)轴封机构的分类:填料密封,机械密封. (3)填料密封的工作原理: (4)机械密封的工作原理:
填料密封
机械密封
2.2.2离心泵的主要部件
6.驱动机 电动机 汽轮机
2.2.2离心泵的主要部件
H (Z 2 2g ρg ) (Z1 2g ρg )
2 p 2 p1 υ2 υ 2 1 (Z 2 Z1 ) ( ) 2g 2g ρg ρg
离心泵的主要性能参数
(3)效率η 机械损失Nm和机械效率ηm 容积损失Nv和容积效率ηv 水力损失Nh和水力效率ηh 总效率η= ηm· ηv · ηh
离心泵的主要性能参数
离心泵的主要性能参数
离心泵的主要性能参数
离心泵的主要性能参数 (4)转速n 每分钟转数，单位r/min，rpm。
离心泵的主要性能参数
(5)功率 ★有效功率:单位时间内泵使液体增 加的能量叫泵的输出功率. Ne=ρgQH W Ne=ρgQH/1000 kW ★轴功率:泵在单位时间内所消耗的 能量. N＞Ne
2.离心泵的汽蚀和汽蚀危害
叶片型式
2.3.1离心泵的理论方程式
(3)离心泵的理论压头与理论流量 的关系
2.3.2离心泵的主要性能参数与特性曲线
1.离心泵的主要性能参数 (1)流量Q 概念:泵在单位时间内所排出液体的体积. 单位:m3/s m3/h l/s
离心泵的主要性能参数
(2)扬程: 概念:泵对单位重量液体所增加的能量. 2 公式: υ2 p υ p1 2 2 1
' s
1.离心泵的吸程-泵的允许几何安装高度
(3)影响吸程的因素 1)海拔高度 2)液体温度 3)液体密度
2.4.1离心泵的吸程、汽蚀和汽蚀余量
2.离心泵的汽蚀和汽蚀余量
2.4.1离心泵的吸程、汽蚀和汽蚀余量
2.离心泵的汽蚀和汽蚀余量
2.4.1离心泵的吸程、汽蚀和汽蚀余量
2.离心泵的汽蚀和汽蚀危害 (1)离心泵汽蚀产生的原因 ｐ〈ｐυ→汽泡（蒸气、析出气体） →（流向高压区）→溃灭（水击） →（若发生金属表面附近）金属表 面因疲劳而侵蚀→侵蚀（蜂窝状、 海绵状）
2.2离心泵的工作原理和主要部件
2.2.1离心泵的工作原理 2.2.2离心泵的主要部件
离心泵装置简图
2.2.1离心泵的工作原理
1.认识图2-2:叶轮,泵壳,轴,吸入口,吸入 管路,底阀,滤网,排出口,排出管路,调节 阀 2.思考:打不上水来是什么原因? 3.工作过程和工作原理 4.思考:为什么流体获得能量过程是渐 扩的,而流体输送过程也是渐扩的?
2.1.1泵的功能
泵是将机械能转换为输送液体能的 机器,具体功能有: (1)提升作用:提高液体的动能(流速) 和势能(静压能)即扬程 (2)抽吸作用:可将低液位贮槽或水池 的液体吸入泵中,即吸程
2.1.2泵的类型
(1)叶片式泵:离心泵,轴流泵和混流 泵,旋涡泵 (2)容积式泵:往复泵,回转泵,螺杆泵, 计量泵,真空泵 (3)其它非机械能转换泵:喷射泵,扬 液泵
对核电了解部分的思考
1.一共有几种发电形式？ 2.火电与核电的主要区别是什么？ 3.这些发电方式的共性。
核电系统图思考
1.和火力发电的两个最主要区别。 2.和火力发电的两个最主要区别。 3.核电站的比较形象的图。 4.各部分简要说明。 5.核电厂总体图。
第二章泵
2.1泵的功能、类型和应用范围 2.2离心泵的工作原理和主要部件 2.3离心泵的基础理论 2.4离心泵的运转 2.5离心泵的结构 2.6轴流泵和混流泵 2.7屏蔽泵 2.8往复泵、回转泵、旋涡泵和喷射泵 2.9水泵在运行中的问题
2.2.2离心泵的主要部件
2.2.2离心泵的主要部件
1.叶轮 (1)作用:将原动机的能量传递给液 体,从而使液体能量增加。 (2)型式:开式、半开式、闭式。 (3)按照吸液方式分类：单、双吸 (4)适用场合:
2.2.2离心泵的主要部件
叶轮 型式 以及 适用 场合
2.2.2离心泵的主要部件
2.泵壳：吸入室、压出室和导轮
2.3.1离心泵的理论方程式
按照定性特点描述泵的工作原理 按照达朗伯原理(虚功原理)描述泵 的工作原理 按照机翼理论描述泵的工作原理
离心泵内流理论假设
(1)叶片数无穷多 (2)理想流体 (3)定常流动 (4)不可压 (5)轴对称
2.3.1离心泵的理论方程式
1.液体在叶轮中的运动和速度三角形 (1)运动合成理论 (2)速度三角形 (3)介绍:绝对速度的圆周分速度、绝 对速度的径向分速度、流入角、流出 角、叶轮半径、用脚码1和2分别表 示叶轮入口和出口。
用比转速对离心泵进行分类
2.3.4离心泵的比例定律和切割定律
1.比例定律-转速变换
Q1 n1 H1 n1 N1 n1 , , Q2 n2 H 2 n2 N 2 n2
2
3
2.3.4离心泵的比例定律和切割定律
2.切割定律-变换叶轮直径
2.3.1离心泵的理论方程式
H T u u w w c c 2g 2g 2g
2 2 2 1 2 1 2 2 2 2 2 1
能量方程式的另一种表达形式分析： （1）如何求得 （2）动能头和静能头区分 （3）常识分析：导叶或蜗壳中部分动能头 向静能头转化；轴流式泵的扬程和效率比离 心式的要低些？但为什么轴流式设备用的越 来越多？轴流式为什么多采用机翼型叶片？ 轴流式为什么要作成动叶可调？
投影图1
叶轮 投影 图2
液体质点在叶轮内的运动情况
液体质点在叶轮内的运动情况
液体质点在叶轮内的运动情况
2.3.1离心泵的理论方程式
2.基本方程 （1）动量矩定理 （2）公式推导
（3）公式说明
N M QT ( R2c2 cos 2 R1c1 cos 1 )
M QT (c2 R2 cos 2 c1 R1 cos 1 ) QT ( R2cu 2 R1cu1 )
2.3.2离心泵的主要性能参数与特性曲线
2.离心泵的特性曲线 (1)H-Q曲线 (2)N-Q曲线 (3)η-Q曲线
2.3.3离心泵的相似理论、 相似定律和比转速
引入相似理论的原因 （1）模化实验 （2）相似设计 （3）相似换算
2.3.3离心泵的相似理论、 相似定律和比转速
1.离心泵的相似理论 (1)几何相似 (2)运动相似 (3)动力相似
吸入室
(1)位置:进水管接头法兰到叶轮进口前 的空间称为吸入室. (2)作用:以较小的能量损失均匀的把液 体引入叶轮. (3)分类:圆锥管吸入室; 半螺旋形吸入室.
吸入室
分类:圆锥管吸入室; 半螺旋形吸入室.
压出室
(1)位置:叶轮出口处与出水管接头 法兰之间的那部分空间称为压出室. (2)作用:以最小损失流出水泵,实现 部分动能到压能的转化. (3)结构特点:见下页图.
2.3.3离心泵的相似理论、 相似定律和比转速
2.离心泵的相似定律(相似换算) (1)扬程H相似换算公式 (2)流量Q相似换算公式 (3)功率N相似换算公式
相似换算公式
H D HM D M Q D QM DM
2
n n M n n M