离心泵的基础知识

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泵的分类方法有以下三种:

(一)按工作原理分类

1.容积式泵依靠泵内工作室容积大小作周期性地变化来输送液体的泵;

2.叶片式泵依靠泵内高速旋转的叶轮把能量传给液体,从而输送液体的泵;

3.其它类型泵依靠一种流体(液、气或汽)的静压能或动能来输送液体的泵。此类泵又称流体动力作用泵。

采用这种分类方法时,根据泵的结构又可分为以下几种。

(二)按泵产生的压力(扬程)分类

1.高压泵总扬程在600m以上;

2.中压泵总扬程为200~600ml

3.低压泵总扬程低于200m。

(三)按泵用处分类

第2节离心泵的工作原理及分类

一.离心泵的基本构成

离心泵的主要部件有:叶轮、转轴、吸入室、泵壳、轴封箱和密封环等,如图2-1所示。有些离心泵还装有导轮、诱导轮、平衡盘等。

离心泵的过流部件是吸入室、叶轮和蜗壳。其作用简述如下:

(1)吸入室吸入室位于叶轮进口前,其作用是把液体从吸入管引入叶轮,要求液体吸入室的流动损失要小,并使液体流入叶轮时速度分布均匀。

(2)叶轮叶轮是离心泵的重要部件,液体就是从叶轮中得到能量的。对叶轮的要求损失最小的情况下,使单位重量的液体获得较高的能量。

(3)蜗壳蜗壳位于叶轮出口之后,其功用是把从叶轮内流出来的液体收集起来,并按一定要求送入下级叶轮或送入排出管。由于液体在流出叶轮时速度很高,为了减少后面的管路损失,液体在送入排出管以前,必须将其速度降低,把速度能转变成静压能,这个任务也要求蜗壳等

转能装置来完成,而且要求蜗壳在完成上述两项任务时流动损失最小。

二.离心泵的工

作原

离心泵是由原动机(电动机或汽轮机)带动叶轮高速旋转,使液体由于离心力的作用而获得能量的液体输送设备,故名离心泵。

当原动机带动叶轮高速旋转时,充满在泵体内的液体,在离心力的作用下,从叶轮中心被抛向叶轮的外缘。在此过程中,液体获得了能量,提高了静压强,同时由于流速增大,动能也增加了。液体离开叶轮进入泵壳,由于流道逐渐加宽、液体的速度逐渐降低,便将其中部分动能转变为静压能,这样又进一步提高液体的静压强,于是液体以较高的压强进入排出管路。 当泵内液体在高速旋转下产生离心现象而趋向叶轮外缘时,在叶轮中心形成低压区,这样造成贮槽液面与叶轮中心处的压强差。在这个压强差的作用下,液体便沿着吸入管连续不断地进入叶轮中心,以补充被排出的液体。这样,只要叶轮的转动不停,液体就会连续不断地被吸入和压出,从而达到输送的目的。

离心泵的叶轮是按输送液体设计的,对气体不能施加足够的离心力,假如泵内存在空气,由于空气的重度远小于液体,产生的离心力亦小,此时叶轮中心只能造成很小的负压,形不成所需的压强差,液体便不能进入到叶轮中心,泵也就排不出液体,这种现象称为“气缚"。所以,离心泵没有自吸能力,启动前必须要灌泵。 (二)、离心泵的型号 . 1.水泵 输送介质为水;

常用的三种水泵型号的表示方法如下: (1)4BA —12型水泵 型号的意义:

4—进口管直径,单位为英寸;

BA —表示该泵的结构特点是悬臂式,即水泵是从泵座上伸悬出来的; 12—该泵的比转数的1/10,即该泵的比转数为l20。 DFjY160-120×10

150AY Ⅱ150B

第3节 离心泵参数

在石油化工生产中,离心泵是使用最广泛的液体输送机械。其特点是结构简单、流量均匀、

图2—1 离心泵基本构件

1一转轴 2一轴封箱 3一扩压管 4一叶轮 5一吸入室 6一密封

可用耐腐蚀材料制造,且易于调节和自控。因此,离心泵在石油化工生产中占有特殊的地位,估计约占生产用泵的80~90%。

一、离心泵各参数的定义

按国家标准化文件,离心泵各参数定义如下:

1.流量和额定流量

流量是指单位时间内泵所抽送液体的数量。通常以体积计,以Q表示,单位为m 3

/h,

m3/s,L/s;也可以质量计,以G表示,单位为t/h,t/s,kg/s;额定流量则指泵在最佳效率时的流量。即泵铭牌上所标注的数量。

换算关系:G=rQ

式中r-一液体的重度,㎏/m3.

2.扬程和额定扬程

扬程是指单位质量液体通过泵时所增加的能量,以H表示。其单位是m,通常以米液

柱(mH20)表示。额定扬程是指在最佳效率时的扬程,即泵铭牌上所标注的数量。叶轮直径越大、叶轮数目越多、旋转速度越快,则扬程越高。泵铭牌上标出的扬程是指输送水的扬程,如输送油品或化工产品则应按粘度不同来换算;而且并非标出40米,就能送到40米高,必须减去吸入高度(如吸入罐液面比泵中心高,则应加上此段高度),还必须减去从吸入端至排出端整个管路、伐门、弯头等的压力损失(折合成米液柱)。如一台水泵吸井水,铭牌标出扬程40米,泵中心至井水面高3米,阻力损失2米,则泵只能送到35米高。还应指出,泵吸水高度不能达到和超过10.33米,因吸入高度到10.33米时泵入口达到绝对真空。在未达到绝对真空前已汽化了,而且吸入管路还有一定的阻力损失,因此一般离心泵吸入高度不足7米。单级泵所产生的

扬程可由下式粗算: H=u22/2g

式中 u2-叶轮出口圆周速度,m/s. g-重力加速度,9.8m/s2.

u2=πnD2/60

式中 n一叶轮转速,r/min. π一圆周率,3.1415. D2—叶轮外径,m/s.

当n=2950 rpm时,H=1200 D22;

如是多级泵,总扬程由各单个叶轮所产生的扬程相加。

4.功率

是指驱动机给泵的能量,通称轴功率,以kW表示。N轴=rQH/102 kW

式中r-液体的重度,kg/L; Q—流量,L/s; H—扬程,m;

5.净正吸入压头

多以NPSH表示(或汽蚀余量,以⊿h表示)。其含义是指为了保证泵不发生汽蚀,在泵内叶轮吸入口处,单位质量液体所必需具有的超过汽化压力后还富余的能量。单位是m。其中又分NPSHr和NPSHa。

(1)NPSHr是指必需的净正吸入压头,其含义如上所述,其数量大小值和泵叶轮优劣

有关,优秀的泵,其NPSHr值较小o

(2)NPSHa是指泵吸入管路所能够提供的、保证泵不发生汽蚀、在叶轮吸入口处,单

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